facultad de ingenerÍa escuela profesional de …
TRANSCRIPT
FACULTAD DE INGENERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
Implementación del túnel de integración para mejorar el Sistema de bombeo y
drenaje de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018
TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO
PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL
AUTOR:
ANCHIRAICO CUSI, ELVIS JOSE
ASESOR:
Ing. RAMOS GALLEGOS, SUSY GIOVANA
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:
DISEÑO DE OBRAS HIDRÁULICAS Y SANEAMIENTO
LIMA-PERÚ
2018
II
Dedicatoria
A mi Madre Feli a la que impulsó siempre
mi sentido de responsabilidad y lucha
constante en todo momento.
A mi querida Esposa Ivette la cual con su gran
apoyo en cada momento me impulsó a no
decaer en este camino; para llegar a la
titulación, a mis Hijos Daniela y Sebastián que
confiaron siempre en Mí y me dieron los
mejores deseos para culminar la carrera
III
Agradecimientos
A la Mag. Susy Giovana Ramos Gallegos, por el
tiempo y paciencia dedicado a la enseñanza de
mi tesis, en la última etapa de la Universidad, así
como también al Mag. Luis Vargas Chacaltana
por inculcarme el propósito de la carrera en su
magistral clase de Puentes y Obras de Arte.
A los amigos que me pasaron un largo tiempo de
enseñanza y apoyo mutuo, sin ellos este fin de
carrera no sería posible también.
V
PRESENTACIÓN Señores miembros del Jurado: En cumplimiento del Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo
presento ante ustedes la Tesis titulada: “Implementación del túnel de integración para
mejorar el sistema de bombeo y drenaje de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín
2018”, la misma que someto a vuestra consideración y espero que cumpla con los
requisitos de aprobación para obtener el título Profesional de Ingeniera Civil.
Anchiraico Cusi Elvis José
VI
ÍNDICE
PÁGINA DEL JURADO ................................................................................................ I
Dedicatoria ...................................................................................................................... II
Agradecimientos ........................................................................................................... III
DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD ................................................................... IV
PRESENTACIÓN .......................................................................................................... V
RESUMEN ....................................................................................................................... 1
ABSTRACT ..................................................................................................................... 2
CAPITULO I : .................................................................................................................. 3
INTRODUCCION ............................................................................................................ 3
1.1 Descripción, realidad problemática ................................................................... 4
1.2 Proyectos de investigación previos .................................................................... 6
1.2.1 En el ámbito internacional................................................................................ 6
1.2.2 En el ámbito nacional ....................................................................................... 9
1.3 Teorías con relación al tema ............................................................................ 11
1.3.1 Proyecto de Túneles ................................................................................. 11
1.3.1.1 Túneles de carretera .................................................................................... 13
1.3.1.2 Túneles ferroviarios .................................................................................... 14
1.3.1.3 Túneles metropolitanos ............................................................................... 15
1.3.1.4 Túneles inclinados ....................................................................................... 16
1.3.1.5 Túneles hidráulicos ..................................................................................... 17
1.3.1.6 Túneles sumergidos ..................................................................................... 19
1.3.1.7 Perforación y voladura ............................................................................. 20
1.3.1.7.1 Nivel de avances ....................................................................................... 20
1.3.1.7.2 Sistemas de montaje ................................................................................. 21
1.3.1.7.3 Explosivos y accesorios ............................................................................ 23
1.3.1.8 Soporte y revestimiento ............................................................................ 24
VII
1.3.1.8.1 Caracterización geomecánica ................................................................... 24
1.3.1.8.2 Resistencia del concreto proyectado......................................................... 29
1.3.2 Sistema de bombeo ................................................................................... 29
1.3.6.1 Canales o cunetas ..................................................................................... 31
1.3.6.2 Tuberías .................................................................................................... 33
1.3.7 Desarenador .............................................................................................. 36
1.3.7.1 Cámara de sedimentación ......................................................................... 37
1.3.7.1.1 Vertedero .................................................................................................. 37
1.3.7.1.2 Compuerta ................................................................................................ 37
1.3.8 Estación de bombeo .................................................................................. 38
1.3.8.1 Bombas volumétricas ............................................................................... 40
1.3.8.2 Bombas centrífugas .................................................................................. 43
1.4 Formulación del problema ............................................................................... 46
1.4.1 Problema general ...................................................................................... 46
1.4.2. Problemas específicos .............................................................................. 46
1.5. Justificación de la investigación ...................................................................... 47
1.6. Hipótesis .............................................................................................................. 48
1.6.1. Hipótesis general. ..................................................................................... 48
1.6.2. Hipótesis específicas. ............................................................................... 48
1.7. Objetivos .......................................................................................................... 49
1.7.1 Objetivo general ....................................................................................... 49
1.7.2 Objetivo especifico ................................................................................... 49
CAPITULO II : ............................................................................................................... 50
MÉTODO ....................................................................................................................... 50
2.1. Tipo de la investigación ................................................................................... 51
2.2. Nivel de la investigación .................................................................................. 51
2.3. Diseño de la investigación ............................................................................... 51
2.4. Variables – operacionalización ........................................................................ 52
2.4.1 Variables ................................................................................................... 52
VIII
2.4.1.1 Variable dependiente ................................................................................ 52
2.4.1.2 Variable independiente ............................................................................. 52
2.4.2 Operacionalización de las variables ............................................................... 53
2.5. Población – muestra – muestreo ......................................................................... 56
2.5.1. Población ......................................................................................................... 56
2.5.2. Muestra ............................................................................................................ 56
2.5.3. Muestreo .......................................................................................................... 56
2.6. Técnicas e instrumentos para recopilación de datos, validez y confiabilidad .... 57
2.6.1 Técnicas .......................................................................................................... 57
2.6.2 Instrumentos de recopilación de datos ........................................................... 57
2.6.3 Validez ........................................................................................................... 58
2.6.4 Confiabilidad .................................................................................................. 58
2.7. Métodos de análisis de datos................................................................................ 59
CAPITULO III: ............................................................................................................. 60
RESULTADOS .............................................................................................................. 60
3.1. Descripción de la Investigación – Proyecto ........................................................ 61
3.2. Sistema de bombeo de las Minas San Cristóbal y Carahuacra ........................... 63
3.2.1. Descripción del sistema de bombeo de la Mina San Cristóbal ......................... 63
3.2.2. Descripción del sistema de bombeo de la Mina Carahuacra ........................... 64
3.2.3. Inventario de bombas y estaciones de bombeo mina San Cristóbal ................ 66
3.2.4. Inventario de bombas y estaciones de bombeo mina Carahuacra .................... 68
3.2.5. Recopilación de información – aforos de agua ................................................ 72
3.2.6. Diseño del sistema de bombeo (diseño hidráulico) ......................................... 73
3.2.7. Selección de Bombas (diseño hidráulico) ........................................................ 77
3.2.7.1 Estación N° 5 .................................................................................................. 77
3.2.7.2 Estación N° 4 .................................................................................................. 78
IX
3.2.7.3 Estación N° 3 (Intermedia) ............................................................................. 79
3.2.7.4 Estación N° 3 .................................................................................................. 80
3.2.7.5 Estación N° 2 .................................................................................................. 81
3.2.7.6 Estación N° 2 (intermedio) ............................................................................. 82
3.2.7.7 Estación N° 1 (intermedio) ............................................................................. 83
3.2.8. Resultados de la investigación (diseño hidráulico) .......................................... 85
3.3. Construcción del Túnel de Integración ............................................................... 86
3.3.1 Frentes de trabajo ..................................................................................... 86
3.3.1 Consideraciones Geométricas................................................................... 88
3.3.2 Consideraciones de Operación ................................................................. 90
3.3.3 Consideraciones de Operación ................................................................. 90
3.3.3.1 Sección transversal: ..................................................................................... 90
3.3.3.2 Velocidades del equipo rodante: ................................................................. 90
3.3.3.3 Superficie de rodadura: ............................................................................... 90
3.3.4 Ciclos de trabajo ....................................................................................... 91
3.3.5 Ciclo de pavimentación ............................................................................ 92
3.3.5 Control Topográfico ................................................................................. 92
3.3.5 Control Técnico en la perforación y voladura .......................................... 93
3.3.5.1 Perforación ............................................................................................... 93
3.3.5.2 Voladuras .................................................................................................... 93
3.3.5.3 Control de avances ...................................................................................... 94
3.3.5.3 Control de costos ......................................................................................... 97
3.3.6 Limpieza de escombros ............................................................................ 99
3.3.6 Soporte y revestimiento .......................................................................... 100
3.3.6.1 Clasificación geomecánica del macizo rocoso ....................................... 101
Análisis de cuñas ................................................................................................... 102
3.3.6.2 Resistencia del concreto proyectado....................................................... 105
Actividades ............................................................................................................ 105
3.3.6 Análisis de costos ................................................................................... 109
X
CAPITULO IV : ........................................................................................................... 111
DISCUSIÓN ................................................................................................................. 111
CAPITULO V : ............................................................................................................ 118
CONCLUSIONES ........................................................................................................ 118
CAPITULO VI : ........................................................................................................... 123
RECOMENDACIONES .............................................................................................. 123
CAPITULO VII : .......................................................................................................... 125
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ......................................................................... 125
CAPITULO VIII : ........................................................................................................ 128
ANEXOS ...................................................................................................................... 128
Índice de tablas
Tabla 1: Listado de túneles revestidos con dovela hexagonal ..................................... 17
Tabla 2: Etapas del sistema de bombeo ....................................................................... 29
Tabla 3: Accesorios de la estación de bombeo ............................................................. 30
Tabla 4: Matriz de operacionalización ........................................................................ 54
Tabla 5: Coeficientes de validez ................................................................................... 58
Tabla 6: Coeficiente de confiabilidad .......................................................................... 59
Tabla 7: Relación de estaciones de bombeo y bombas.1 (Mina San Cristóbal) .......... 67
Tabla 8: Relación de estaciones de bombeo y bombas.2 (Mina San Cristóbal) .......... 68
Tabla 9: Relación de estaciones de bombeo y bombas (Mina Carahuacra) ................ 69
Tabla 10: Balance de caudales Mina San Cristóbal – Mina Carahuacra ................... 70
Tabla 11: Diámetro de tubería según el caudal. .......................................................... 76
Tabla 12: Alturas dinámicas totales (ADT) del Túnel de Integración. ........................ 85
Tabla 13: Resultados iniciales de la implementación del Túnel de Integración. ......... 86
XI
Tabla 14: Pruebas con 12 voladuras Mina Carahuacra .............................................. 95
Tabla 15: Pruebas 4 disparos realizados en octubre ................................................... 95
Tabla 16: Monitoreo de vibraciones ............................................................................ 96
Tabla 17: Resultados obtenidos nivel de avance .......................................................... 97
Tabla 18: Malla de prueba en avances de Mina San Cristóbal ................................... 98
Tabla 19: Análisis de costos por mes año 2018 de la Mina San Cristóbal ................ 109
Tabla 20: Análisis de costos por valor unitario año 2018 de la Mina San Cristóbal 109
Tabla 21: Análisis de costos por tipo de etapas de avances año 2018 de la Mina San
Cristóbal ....................................................................................................................... 110
Tabla 22: Cálculo de la vida de Mina San Cristóbal preparada – año 2018 ............ 110
Tabla 23: Cálculo de la situación actual de la Mina San Cristóbal preparada – año
2018 .............................................................................................................................. 120
Tabla 24: Cálculo de mejora en el segundo año Túnel Integración .......................... 120
Tabla 25: Cálculo de mejora en el tercer año Túnel Integración .............................. 121
Tabla 26: Cálculo de mejora en el cuarto año Túnel Integración ............................. 121
Índice de figuras
Figura 1: Túnel de Monrepós. Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas ........ 14
Figura 2: Túnel de Mongat. Primer túnel español construido en la línea Barcelona-
Mataró. Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas ............................................ 15
Figura 3: Cloaca máxima de Roma. Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas 16
Figura 4: Vía de circulación y back up discreto. Fuente: Manual de Túneles y Obras
Subterráneas ................................................................................................................... 17
Figura 5: Túnel de aducción de la Central Hidroeléctrica Chaglla. Fuente: Revista
Proyecta, publicado en Ed. 32 Lima – Perú ................................................................... 18
Figura 6: Vista del Túnel Sumergido de Öresund. Fuente: Manual de Túneles y Obras
Subterráneas. .................................................................................................................. 19
Figura 7: Esquema del sistema de bombeo. Fuente: Equilibrio hidráulico en sistemas de
bombeo minero ............................................................................................................... 30
Figura 8: Sección transversal de un canal trapecial. Fuente: Abastecimiento de agua. . 32
Figura 9: Sección transversal de un canal rectangular. Fuente: Abastecimiento de agua.
........................................................................................................................................ 32
XII
Figura 10: Sección transversal de un canal circular. Fuente: Abastecimiento de agua. 33
Figura 11: Ubicación de la zona de investigación. Fuente: elaboración propia. ........... 62
Figura 12: Ubicación de la estación de bombeo Nivel 820. Fuente: Mina San Cristóbal.
........................................................................................................................................ 71
Figura 13: Ubicación de descarga hacia el Túnel Victoria Nivel 820. Fuente: Mina San
Cristóbal. ........................................................................................................................ 71
Figura 14: Cálculo del caudal – aforo método volumétrico. Fuente: Aforo del agua en
canales y tuberías. 2008. ................................................................................................. 72
Figura 15: Recopilación de información, aforo de caudales. Fuente: Mina San Cristóbal.
........................................................................................................................................ 72
Figura 16: Esquema de sistema de bombeo Mina San Cristóbal. Fuente: Elaboración
propia. ............................................................................................................................. 73
Figura 17: Esquema de sistema de bombeo Mina San Cristóbal. Fuente: Elaboración
propia. ............................................................................................................................. 73
Figura 18: Simulación de canales para la recepción de canal o cuneta. Fuente:
Elaboración propia. ......................................................................................................... 75
Figura 19: Diseño preliminar de estación de bombeo. Fuente: Elaboración propia. ..... 76
Figura 20: Diseño tentativo de estaciones de bombeo. Fuente: Elaboración propia. .... 85
Figura 21: Frentes y punto clave de avances. Fuente: Elaboración VOLCAN CIA
Minera SAA .................................................................................................................... 88
Figura 22: Esquema del Proyecto. Fuente: Elaboración VOLCAN CIA Minera SAA . 89
Figura 23: Sección típica del Proyecto. Fuente: Elaboración propia ............................. 91
Figura 24: Sismogramas del monitoreo de vibraciones por voladuras. Fuente:
Elaboración propia. ......................................................................................................... 96
Figura 25: Malla de prueba en avances de Mina San Cristóbal. Fuente: P & V Volcan
CIA Minera. .................................................................................................................... 98
Figura 26: Resultados de la malla de prueba en avances de Mina San Cristóbal. Fuente:
Elaboración propia. ......................................................................................................... 99
Figura 27: Zonificación del macizo rocoso y categoría de sostenimiento Fuente: Barton
y luego Bienawsky (1986). ........................................................................................... 100
Figura 28: Ensayo de constantes elásticas. .................................................................. 101
Figura 29: Ensayo de compresión triaxial. .................................................................. 101
XIII
Figura 30: Formato de mapeo Geomecánico RMR89 donde podemos ver que se tiene
en la caja techo un RMR de 41 siendo de mejor calidad que la veta y caja piso que son
de 35 y 33 respectivamente. Fuente: Elaboración propia. ............................................ 102
Figura 31: Evaluación de cuñas Túnel de Integración. Fuente: Elaboración propia. .. 103
Figura 32: Propiedades físicas de la roca intacta. Fuente: Elaboración propia. .......... 104
Figura 33: Propiedades físicas de la roca intacta. Fuente: Elaboración propia. .......... 104
Figura 34: Desarrollo de resistencia a 28 días Probetas 4 x 8 con fibra sintética 4kg/m3
...................................................................................................................................... 106
Figura 35: Desarrollo de resistencia a 28 días Probetas 4 x 8 con fibra sintética 6kg/m3
...................................................................................................................................... 106
Figura 36: Resultados de Ensayos Granulométrico Arena .......................................... 106
Figura 37: Resultados pasante malla # 200 ................................................................. 107
Figura 38: Estadística de ensayos del agregado fino (Granulometría) agregado está
pegado al grueso y hay retención en malla de ½ lo que incrementa el rebote en el
lanzado .......................................................................................................................... 108
Figura 39: Ensayo de resistencia a la compresión probetas de 4 x 8”. Fuente:
Elaboración propia ........................................................................................................ 108
Figura 40: Cálculo de vida de mina San Cristóbal preparada 2018. Fuente: Elaboración
propia ............................................................................................................................ 110
Figura 41: Elementos de la discusión. Fuente: Clases Dra. Teresa Gonzáles ............. 112
1
RESUMEN
Evacuar el agua de una mina subterránea ya sea en que se encuentre en operación,
rehabilitación o como proyecto siempre ha sido y será un problema muy álgido en el cual
todas las excavaciones subterráneas necesitan la atención adecuada y oportuna, de esto
podría realizar alguna mejora u optimización de la actividad mencionada. El objeto del
estudio se sitúa sobre dos minas; San Cristóbal y Carahuacra de la Compañía Minera
Volcan SAA, en el departamento de Junín, provincia de Yauli.
En la siguiente investigación la propuesta de mejora se realizará a través de un túnel de
integración el cual como su propio nombre lo menciona es aquel que captará el agua de
la profundización, así como también la escorrentía de todos los niveles (entre 10 a 12
separadas cada 50m en forma vertical, llegando a la altura vertical de superficie al nivel
actual de 1,000m aprox.) los cuales se encuentren a lo largo de estas dos minas,
Los trabajos previos para ejecutar este túnel el cual dará indudablemente una mejoría en
el sistema de bombeo y drenaje actual, el mencionado sistema tiene un desarrollo de su
ejecución por etapas el cual establece parámetros de los caudales y capacidad de bombeo,
este proceso se repetirá en el túnel de integración pero dará exclusividad a esta actividad
en cuanto refiere a drenaje, ya que atenderá a dos minas, por ende la capacidad de los
desarenadores, poza de captación y líneas de conducción serán las que pasaran en toda la
sección del túnel, tal como se describe en el trazo inicial.
Palabras clave: Túnel, sistema de bombeo, drenaje.
2
ABSTRACT
Evacuate water from an underground mine, whether it is in operation, rehabilitation or as
a project, has always been and will be a very critical problem in which all underground
excavations need adequate and timely attention, this could make some improvement or
optimization of the mentioned activity. The object of the study is situated on two mines;
San Cristóbal and Carahuacra of Company Minera Volcan SAA, in the department of
Junín, province of Yauli.
In the next investigation the improvement proposal will be made through an integration
tunnel which, as its own name mentions, is that which will capture the deepening water,
as well as the runoff of all levels (between 10 to 12 separate every 50m in vertical form,
reaching the vertical height of the surface at the current level of 1,000m approx.) which
are found along these two mines.
The previous works to execute this tunnel which will undoubtedly give an improvement
in the current pumping and drainage system, the mentioned system has a development of
its execution by stages which establishes parameters of the flows and pumping capacity,
this process will be repeated in the tunnel of integration but it will give exclusivity to this
activity as it refers to drainage, since it will serve two mines, therefore the capacity of the
sand traps, catchment and conduction lines will be those that will pass through the entire
section of the tunnel, such as described in the initial stroke.
Keywords: Tunnel, pumping system, drainage.
3
CAPITULO I :
INTRODUCCION
4
1.1 Descripción, realidad problemática
La explotación de minerales es una actividad muy conocida en todo el mundo al cual se
le denomina como minería esta actividad se realiza desde años antiguos hasta nuestras
fechas actuales, sin embargo, esta actividad está sujeta a una serie de excavaciones y
atenciones a sub actividades que acompañan al desarrollo de la actividad principal.
En este caso vamos a ahondar sobre el sub proceso que tienen todas las minas de la zona
central del país el cuanto a la actividad principal de la extracción de mineral el cual es el
bombeo y drenaje de aguas subterráneas, el cual es derivado a través de obras hidráulicas
y de total importancia al momento de ejecutar alguna excavación minera.
Según menciona Velásquez A, Túneles, Boletín Tecnológico (2015, p.18)
A nivel mundial, con 3381 invenciones en 3837 solicitudes de patente, el país líder en
tecnologías relacionadas con túneles es Japón; lo siguen: China con 2210 invenciones en
2183 solicitudes, Corea del Sur con 716 invenciones en 797 solicitudes, Alemania con 143
invenciones en 86 solicitudes y Rusia con 80 invenciones en 84 solicitudes. En cuanto a
países latinoamericanos encontramos primero a México con tres invenciones en seis
solicitudes, luego a Colombia con tres invenciones en tres solicitudes y por último Panamá
con una invención en tres solicitudes de patente.
Para realizar la construcción de todos los túneles es necesario considerar los dispositivos
y métodos los cuales están en función a la envergadura de la obra, de los cuales se
desprenden maquinarias, equipos prefabricados, los estudios, el revestimiento y soporte.
Según menciona Velásquez A, Túneles, Boletín Tecnológico (2015, p.29)
Clasificamos las invenciones relacionadas con túneles en cuatro tendencias principales, que
son: dispositivos y métodos de excavación con 3284 invenciones en 4054 solicitudes;
dispositivos y métodos de construcción con 2408 invenciones en 2729 solicitudes;
dispositivos complementarios, que tienen 1795 invenciones en 2093 solicitudes; y,
revestimientos y soportes con 336 invenciones en 936 solicitudes.
5
En el ámbito internacional también se presentan trabajos u obras de túneles los cuales con
básicos para los servicios esenciales en abastecimiento de agua o transporte siendo el caso
de la inspección y rehabilitación del túnel hidráulico de Cerro Azul (Ecuador).
Según menciona Bernal C., Ingeopres, Inspección y Rehabilitación del Túnel hidráulico
de Cerro Azul – Ecuador (2015, p.20)
“[…] El Túnel Cerro Azul, construido en 1997, forma parte del sistema Trasvase Daule –
Peripa, perteneciente a la Demarcación Hidro-gráfica […]”. La finalidad de esta
transferencia de agua es atender el abastecimiento para consumo humano, producción
agropecuaria, potenciación de la producción industrial y para el desarrollo urbano y
turístico del sector. El Túnel, con una longitud de 6.450 m y una sección transversal de 22,5
m2, sufrió en 2007 un derrumbe en su parte central que llegó a colapsarlo parcialmente,
provocando una caverna de 1300 m3sobre la bóveda del túnel. La caverna que se creó tiene
una sección de 178 m2; unas 8 veces mayor que la sección del túnel; por lo que su creación
solo fue posible por la combinación de un colapso tenso-deformacional y el efecto de
transporte del agua que circulaba por el túnel.
En el ámbito nacional ya se tienen trabajos de gran envergadura los cuales tienen diversos
objetivos sin embrago tienen el mismo referente en cuanto a túneles en excavación
subterránea en este caso en la Mina Toquepala, Tacna.
Según menciona Sicilia A. y Nuñez I., Ingeopres, La construcción de los túneles de
Toquepala. Mina Toquepala, Tacna, Perú (2015, p.29)
“[…] se han ejecutado dos túneles de 2.063 y 154 m de longitud, con una anchura funcional
de 7,20 m para dar cabida a una cinta transportadora y un carril de circulación de tráfico
rodado. Esta actuación se enmarca dentro del proyecto de mejora tecnológica del sistema
de transporte […]”. Los túneles se construyeron siguiendo el NATM (Nuevo Método
Austriaco), a sección completa con una sección de excavación de 35m2y una longitud de
pase variable de 1 a 6 m. La excavación del túnel largo se ejecutó mediante dos frentes de
avance y comenzó en septiembre de 2011. Las obras de excavación finalizaron en marzo
de 2012, con un promedio de avance de en torno a 300 m/mes considerando los dos frentes.
La excavación del túnel corto se llevó a cabo durante el mes de abril de 2012.
6
En el Perú o el ámbito nacional ya es una realidad la amplitud del ingeniero civil dentro
de la participación de las obras subterráneas las cuales son mayor precisión y control en
cuanto a la concepción del proyecto hasta la ejecución del mismo
“[…] la ingeniería de túneles es una rama de la Ingeniería Civil que fue desarrollada desde
la Prehistoria. En el principio, los túneles se excavaban con ayuda del fuego y se utilizaban
como refugio […]”. (Alonso, 2002).
“[…] la necesidad de mayor infraestructura subterránea en nuestro país, una de las maneras
de incentivar el interés en este tipo de proyectos en los estudiantes de Ingeniería Civil,
podría ser incluir en el currículo cursos como Ingeniería de Túneles o Diseño de Obras
Subterráneas, a nivel de pregrado […]”. (Bejar R y Mendoza L, 2011, La ingeniería de
túneles, p.43).
En el ámbito local los túneles han servido siempre como conductores de los servicios
principales en toda actividad minera desde el bombeo y drenaje de agua hasta el
transporte. Habiendo expuesto lo anterior el proyecto de investigación pretende realizar
Implementación del túnel de integración para mejorar el sistema de bombeo y drenaje de
las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
“[…] en la mina San Cristóbal se tiene planificado continuar con el proyecto del túnel de
integración que estaría culminado para el año 2016. Esta infraestructura que unirá las minas
San Cristóbal, Carahuacra […]”. (Volcan SAA, Memoria Anual, 2014, p.48).
1.2 Proyectos de investigación previos
1.2.1 En el ámbito internacional
Quispe I. y Yandún F. (2018) en su tesis titulada “Diseño de la Conducción de
Agua para Riego desde el Reservorio Culpiro hasta el Reservorio Santa Isabel, en la
Parroquia Juan Montalvo, Cantón Cayambe” tesis para optar el título de Ingeniero Civil
por la Universidad Central de Ecuador, en el cual concluye que:
Debido a los problemas que se presentan en el sistema de conducción del canal
Maldonado y con el fin de utilizar al máximo el recurso hídrico, se realizó un nuevo
trazado y diseño de la conducción mediante un sistema presurizado.
7
Con la ejecución del proyecto en el Directorio Canal Maldonado, se apoyará a
los beneficiarios con un manual técnico para diseñar la línea o líneas de conducción.
Conforme al análisis elaborado la infraestructura actual del sistema conductor de canal
Maldonado, como producto final se concluyó que las estructuras están en buen estado. El
trazo de la línea de conducción del canal se ejecutó tomando como guía la geografía de
la zona, también se tuvo cuidado con los parámetros hidráulicos reglamentados. Para
prevenir la rotura de las tuberías por la sobrepresión (el golpe de ariete), el tiempo para
maniobrar al cerrar las válvulas deberán tener como referencia los 28 s.
Hernández S. (2012) en su tesis titulada “Procedimiento constructivo del portal
de salida del Proyecto Túnel Emisor Oriente” tesis para optar el título de Licenciado en
Ingeniería de Construcción por la Universidad Nacional Autónoma de México, en el cual
concluye que, el proyecto Túnel Emisor Oriente tiene como fin principal dar el refuerzo
al sistema de drenaje para la ciudad de México, eliminando o disminuyendo los riesgos
de colapsos del sistema actual, para evitar catástrofes de inundación por lo cual este
proyecto se convierte en principal de carácter de urgencia y a su vez por su concepción
muy completo en su realización. El mencionado proyecto de acuerdo a su concepción está
compuesto de la ejecución por 23 lumbreras, de las cuales 18 de estas con diámetro de 12
m y 5 de 16 m y una longitud de túnel de 62 km. El fin último de toda la ingeniería y de
construcción es dar a la obra que funcione con la seguridad del caso y de un servicio para
el tiempo que se ha calculado o determinado.
Soto S. (2004) en su tesis titulada “Construcción de Túneles” tesis para optar el
título de Ing. Civil por la Universidad Austral de Chile, en el cual concluye que, en la
ejecución de un túnel fundamentalmente todo depende de factores dos para precisar: la
Geología (el terreno donde se encuentra) y las metodologías de construcción, estos se
encuentran muy relacionados con la geometría del terreno donde se ejecutará el túnel.
Asimismo, describe el tipo de cada factor por el cual se debe tener en consideración la
construcción de túneles; La Geología, lo pone como una causa que termina la
construcción, las soluciones obedecen a la cualidad del terreno, así como la presencia de
agua y la resistencia de este mismo, esto muchas veces puede cambiar el trazado de la
obra, sección típica o forma. También pone como otro factor dentro de la geología
considerar una roca de calidad buena, así se tenga que excavar un poco más, esto será
compensado por el lado del revestimiento o soporte. También la importancia de la
8
ubicación del ingreso y salida de la obra (túnel) los cuales estarán en zonas de seguridad
muy alta, para evitar derrumbes. La Construcción, propone dos principales factores o
problemas en la construcción de túneles comunes, el revestimiento o soporte y la
perforación en la excavación del túnel. La Perforación, en algunos terrenos se puede
ejecutar a plena sección asimismo en bóvedas de gran dimensión (luz mayor a 20.0m2 a
más) de centrales hidroeléctricas de subsuelo. En los terrenos que no tienen cohesión
(gravas, arenas secas) es necesario a restringir a una sección menor de 4.0m2 a 5.0m2
para dar un adecuado avance entibado. El Revestimiento, deben contar con las cargas que
actuarán sobre el túnel se debe prever lo más mínimo de pérdidas, proporcionando el
soporte necesario e impermeable en todos los casos. El costo por este factor llega a
alcanzar hasta el 30% del costo total, se usará el concreto lanzado, así como la
mampostería para zonas apuntaladas, así como aros metálicos y concreto pretensado en
lugares particulares.
Serrano R. (2017) en su tesis titulada “Propuesta de sostenimiento primario del
Túnel Chirimollos localizando en la autopista Durango – Mazatlán”, tesis para optar el
título de Ing. Civil por El Instituto Politécnico Nacional – Unidad Zacatenco, en la cual
concluye que, será de mucha importancia saber las condiciones donde está ubicada la
ejecución de la excavación subterránea y para precisar las estructuras geológicas y
fallamientos de toda la longitud del túnel. También la zona de trabajo que sea la más
correcta o buena, clasificando los materiales donde estarán la infraestructura de la obra.
Es preciso comentar sobre el tipo de sostenimiento para los túneles, haciendo un
comparativo del tipo económico-técnico adecuado, durante la construcción el
seguimiento e inspección para ajustar conforme se encuentren las estructuras de geología
y clasificación de geomecánica durante el avance. Es bueno no salirse de los procesos
constructivos recomendados de acuerdo a lo zonificado, de acuerdo al método, así
también se debe eliminar retrasos (tiempos muertos) y costos adicionales durante el
proyecto.
9
1.2.2 En el ámbito nacional
Abad A. y Huisa V. (2011) en su tesis titulada “Procedimientos de excavación y
sostenimiento de túneles proyecto derivación Huascacocha – Rímac”, para optar el título
de Ing. Civil de la Universidad Ricardo Palma, en donde concluyen que, con los estudios
de geomecánica y geología se disminuye el escepticismo del lugar a trabajar, sin embargo
esto no deberá ser considerado como un 100% en la exactitud ya que la isopotría del
terreno hace que durante la obra tengamos eventos con previstos con antelación. De la
sección típica o forma del túnel deberá ser con una forma de arco esto que sea mejor la
estabilidad de la corona. En cuanto a la voladura es preciso indicar que el arranque es
importantísimo por lo mismo el diseño tiene que ser lo más correcto con el análisis de
carga en cuanto a la cantidad de explosivos y la carga de estos taladros de arranque, de
esta manera el logro de una voladura eficaz se realizara con los factores de carga.
Asimismo para evitar la sobre rotura es de mucha ayuda que las perforaciones de los
taladros lleven un buen paralelismo, se llegó a conseguir con los topógrafos, el cual marcó
dos puntos los cuales formaron una línea al lado del eje de la labor , esta línea estaba
paralela, así esta marca sirvió de guía para el perforista, el cual puso su máquina y
conseguir el taladro número uno sea lo más recto al eje de la labor, a este taladro perforado
se coloca un atacador (palo de madera que será la guía a los demás taladros a perforar)
esto garantiza el paralelismo, se usó el explosivo de tipo emulsión (Emulnor), ya que la
contaminación con este material es mínima y tiene resistencia mayor al agua.
Bazalar G. (2011) en su tesis titulada “Aplicación de los modelos numéricos en el
diseño de Túneles en roca”, para optar el título de Ing. Civil de la Universidad Nacional
de Ingeniería, en donde concluye que, el diseño de obras mineras y civiles esta soportado
muy fuerte en la geomecánica del macizo (RMR, GSI y Q), esto ayuda, siendo un apoyo
en la evaluación del sostenimiento sino que también da algún entendimiento a
indagaciones geotécnicas y la características del macizo rocoso. En necesario contar con
un buen entendimiento de los procesos de construcción, lo más normal es ver la variación
existente entre los planos del proyecto y la ejecución, se solicita por ello una
comunicación eficaz de los ejecutores prácticos y teóricos desde el inicio de la obra, las
mejoras deben ser en el tiempo de entrega y costos por lo general todos tienden a fallar
en estos dos puntos por ende hay oportunidad en mejorar. En el estudio que realiza
10
determina que la roca Tipo I, con GSI > 75, sujeto a cobertura de 1,000m – 2,000m y
disturbancia cero podría generar estallido de rocas. Asimismo, mientras hay más fracturas
la concentración de esfuerzos son mínimos, el macizo libera energía con la expansión de
fracturas por ello la realización de taladros de mayor longitud apoyan a resolver este
problema. Para el túnel de Olmos el Trasandino, las pruebas ejecutadas en roca Tipo IV,
con UCSI < 15 MPa y presiones que equivalen a cobertura de 750m es necesario una
campana de preinyecciones y un soporte con juntas de fricción esto permitirá las
continuas deformaciones.
En la evaluación del Tipo de roca IV-a, se ejecutaron cuatro modelos, se inició sin
sostenimiento o con mejoras del terreno antes, el resultado una deformación de
consideración de 0.67m y el radio plastificado de 5.5m, el segundo fue realizado
asumiendo la mejora del terreno con preinyecciones, el resultado de la deformación
0.20m, el tercer realizado en base al modelo dos con soporte proyectado para este terreno,
cimbras, pernos y concreto lanzado el resultado de la deformación de 0.025m sin embargo
la presión del terreno esta sobrecargado en los elementos de soporte, aplasta las cimbras
y muele el concreto lanzado, para el cuarto modelo se ejecutó con juntas de fricción de
6% de convergencia, el resultado de deformación a un 0.20m y el soporte no está
sobrecargado.
Otárola M. (2000) en su tesis titulada “Construcción del Túnel de descarga y
conexión Túnel – Laguna Chilicocha”, para optar el título de Ing. Civil de la Universidad
Nacional de Ingeniería, en donde concluye que, en las voladuras los explosivos más
usados en los túneles o excavaciones del subsuelo son las semi gelatinas y gelatinas, sobre
estos hay procedimientos en la distribución de la carga en el caso del Túnel de Descarga
se usó un adicional siendo el Examón P, para el tipo de roca I, II, III y IV, este producto
no detona cuando hay agua, el cual no será recomendado cuando las labores estén
inundadas, los resultados obtenidos de la excavación del Túnel de Descarga da como
resultado la proposición de nuevas distribuciones de carga o factores para evitar la sobre
excavación.
La investigación para decidir la forma de pared de la laguna dio como resultado que el
eje de la labor (túnel), situada a una longitud de 29m, se confirmará con perforaciones de
exploración esto cuando la excavación de la labor este cercana. Con el objetivo de ver los
11
planos del terreno y contacto de la laguna se realizarán tres taladros de sondajes siendo
los siguientes: SI-LCH-17, SI-LCH-20, SI-LCH-04 y SC-04 con diversas profundidades
en la perforación en la bóveda, piso y parte media dejando una corteza no menor a 50cm
de acuerdo a lo recomendado por experiencias.
Aparicio Ch. (2014) en su tesis titulada “Evaluación de la productividad de la
excavación subterránea en el Túnel de desvío del proyecto Central Hidroeléctrica
Chaglla”, para optar el título de Ing. Civil de la Universidad Nacional de Piura, en donde
concluye que, la productividad en un conjunto de la obtención de la producción a través
de un sistema comprendidos entre los recursos utilizados que incluye los factores
mecánicos (herramientas y equipos), humanos, insumos y los materiales estos interactúan
de los procesos de acuerdo a tipo de condición ya sea ambiental o climático.
Asimismo, del análisis de los equipos de excavación subterránea se tomaron datos
de cada uno de los involucrados en la construcción, el proyecto determinó que debieron
alcanzar por lo menos el 60% del tiempo laboral, esto es un tiempo muy alto, sin embargo,
de estos equipos solo se logró el 50% de trabajos productivos, como dato importante se
menciona a Virgilio Ghio el cual hace mención que en Construcción de Edificaciones
solo se alcanza el 28% de productividad.
1.3 Teorías con relación al tema
1.3.1 Proyecto de Túneles
Según Junca U (2011, p.29-43) para precisar el túnel se caracteriza normalmente como
obra lineal, sin embargo, se considera por su extensión algo más amplio como un espacio
subterráneo que incluye desde la cueva hasta los circuitos del subsuelo, podrían agruparse
como urbanismo y espacios de subsuelo, obras de tránsito, hábitat.
En nuestros tiempos el túnel Delaware que aprovisiona agua a la ciudad de Nueva York,
obra construida entre 1939 y 1945 (137 km), ya presenta problemas esto por las
filtraciones, el cual será reemplazado por el Water Tunnel n° 3 (97 Km) el cual finalizará
el año 2020, es una de las obras civiles más complejas que se lleva a cabo en EEUU.
12
Túnel Paijanne al sur de Finlandia (120 km), se construyó en el año 1972 hasta 1982,
asimismo en el 208 se realizó mejoras, tiene como datos de gran valor para este proyecto:
al año se drenan 70 millones de m3 del lago Paijanne, sin bombeo el caudal de 10m3/s y
con bombeo el caudal de 20m3/s.
Según Trabada G, Díez R y Herrera A (Manual de túneles y obras subterráneas 2011,
p.495) comúnmente se usa dos sistemas, ejecución subterránea, obviamente sin perjudicar
la superficie y limitado por lo que ya se encuentra por encima y la ejecución a cielo
abierto, en este caso es necesario tener listo el terreno, para anidar dentro del trazo la
estructura para luego devolver el estado original.
Según Mendaña S (2011, p.69) el túnel siendo una estructura de la ingeniería donde hay
interrelación del Diseño / Sistema (llamado también proceso) de ejecución o construcción
tiene la mayor relevancia. La metodología a emplear en la construcción está propensa a
no solo incrementar los costos, sino a llevarla a ser inviable el proyecto de túneles,
también a comprometer totalmente el diseño y objetivo trazado en un tiempo determinado
como plan inicial.
Para la mayoría de los túneles el proyectista debe considerar grupos básicos e importantes
en su concepción de túnel, teniendo:
Objetivos generales de la obra subterránea.
Geometría de la obra (proyecto): trazo inicial y sección típica.
Geomecánica y geología del terreno.
Proceso (sistema) de construcción.
Dimensión estructural del terreno.
Instalaciones básicas de ejecución (servicios).
Según Romana G. (2011, p.105) las excavaciones subterráneas cumplen distintos fines,
existen minas y túneles, asimismo hay otras excavaciones de bodegas, refugios ante una
guerra, etc. la particularidad de estos ejemplos radica en el componente de uso corto o
continuo, estas excavaciones seguramente fueron las primeras que captaban o
conductoras de agua.
13
El túnel de acuerdo a su fin podría ser hidráulico, de carretera, ferrocarril o especiales,
tratándose de los túneles de carreteras y especiales se podría tomar como ejemplo los
aceleradores de partículas, y otros.
1.3.1.1 Túneles de carretera
Según Romana G., (2011, p. 106). los túneles de carretera presentan algunas
características las cuales son derivadas por el usuario, los cuales son los que conducen los
vehículos, condicionando algunos aspectos de estos se puede mencionar algunos como:
Trazo en la planta y el alzado, que permite un tránsito de circulación cómodo y
seguro.
Una adecuada sección típica (transversal) con varios factores a considerar:
ergonomía, elementos de seguridad vial, dejar sitio a instalaciones necesarias y
permitir la gestión ante alguna emergencia.
La consideración necesaria en cuanto a seguridad ante incendios, la forma de
mitigar y enfrentar este riesgo puede aumentar con el presupuesto inicial sobre
todo en túneles con longitud mayor a 500m.
Vida útil de toda la infraestructura, en la cual se debe proyectar la vida útil
aproximadamente a 100 años.
La utilidad y oportunidad de realizar instalaciones secundarias adicionales, como
señales variados, iluminación al exterior de acceso y boca.
Disposición de componentes que son de necesidad para conservar las carreteras
como áreas de descanso, pasos de mediana, barreras para la seguridad, etc.
La Influencia de las intersecciones o enlaces en la proximidad del ingreso del túnel
o bocas.
14
Figura 1: Túnel de Monrepós. Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas
1.3.1.2 Túneles ferroviarios
Según Guerra T., (2011, p. 133), el transporte ferroviario está compuesto por un camino
de hierro (grupo de infraestructura los cuales incluyen los componentes necesarios para
desarrollo de puentes, obras de paso, túneles, etc. y superestructura compuesta por
carriles, traviesas, señalización, balastro, instalaciones de seguridad, etc.) y por el
transporte ferroviario que pasará sobre él, presentará unas cualidades que condicionan su
uso, teniendo entre ellos:
Un sistema guiado
Baja flexibilidad en el uso
Baja resistencia a la rodadura
Rigidez en el trazado
Elevados costos de construcción
Alta capacidad de transporte
Seguridad del transporte ferroviario
Bajo costo ambiental.
15
Figura 2: Túnel de Mongat. Primer túnel español construido en la línea Barcelona-Mataró.
Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas
1.3.1.3 Túneles metropolitanos
Según Trabada G. y Díez R. (2011, p. 175), la Real Academia Española tiene una
definición de un túnel como “paso subterráneo abierto artificial que establece una
comunicación” y a metropolitano como “pertenece o que tiene relación a un conjunto
urbano conformado por una ciudad y sus suburbios”, la combinación de ambas es lo más
aproximado a la definición de túneles metropolitanos, y que radica la ubicación de éstos
dentro del entramado urbano y periurbano en todas las ciudades ya sea el uso que se le
dé.
Actualmente son varios de estos túneles que han superado el concepto ya que mayormente
son de uso en los trasportes ferroviarios.
16
Figura 3: Cloaca máxima de Roma. Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas
1.3.1.4 Túneles inclinados
Según Fernández y Fernández (2011, p. 197), se puede para el transporte sobre ruedas
con pendiente de 30% en ascendente como descendente la cual será punto de atención en
estructuras de gradientes mayor a 17° o 30%. Los tipos de construcción son diversos en
los inclinados, los principales están en los centros hidroeléctricos, por su construcción,
por el mismo esquema del funcionamiento.
En el rubro de la minería también son usados los inclinados para la diversidad de
funcionamiento como accesos al yacimiento geológico minero, guía para explorar el
macizo rocoso y comunicación entre distintos bloques en la explotación.
En obras subterráneas lineales en la mayoría de los casos se realiza obras secundarias que
facilitan el acceso al proyecto en la fase constructiva, son de baja gradiente inferiores a
los 30° por ser de ingreso y salida de máquinas.
17
Figura 4: Vía de circulación y back up discreto. Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas
1.3.1.5 Túneles hidráulicos
Según Abadía y Fernández (2011, p. 219), tiene como fin el de conducir el agua ya sea
bajo presión o lámina libre, se encuentran en el ámbito urbano (canales de agua residual
y de lluvias, para canalización subterránea, arroyos y ríos) tanto como rural e industrial,
los dedicados a este fin tiene cualidades que se distinguen de otros túneles los cuales se
pueden mencionar:
Tienen dificultad en visitar
Tienen que ser estancados
Tienen un acabado especial
Geometría se su sección es circular o casi parecida a la circular
Tabla 1: Listado de túneles revestidos con dovela hexagonal
Nombre Long.
(m)
Diámetro de
Excavación (m)
País Año de
Fiscalización
Evinos – Mornos C-B1 9 700 4.04 Grecia 1 995
Evinos – Mornos C-B1 7 600 4.04 Grecia 1 995
EOS lote C 7 500 5.81 Suiza 1 998
Daule – Esperanza 8 300 4.88 Ecuador 1 999
Umiray 13 000 4.88 Filipinas 2 000
Pieve vergonte 10 000 4.04 Italia 2 000
18
Plave II 5 973 6.98 Eslovenia 2 000
Varzo 4 700 4.04 Italia 2 000
Doblar II 3 963 6.98 Eslovenia 2 001
Poza Honda 15 000 4.04 Ecuador 2 001
Wanjazhai Yelow river (4) 86 920 4.85 RP China 2 001
Canal del Piceno 5 330 4.04 Italia 2 001
Mohale I 16 000 4.88 Lesotho 2 001
Mohale II 16 000 5.30 Lesotho 2 001
Menta 7 080 4.88 Italia 2 001
Parbati forzadas a 30° 3 600 4.88 India 2 005
Monte Giglio 8 509 4.88 Italia 2 005
La Joya 7 850 6.18 Costa Rica 2 005
Toma de Gilgel Gibe Omo 8 500 7.00 Etiopia 2 008
Desagüe de Gilgel Gibe Omo 17 500 7.00 Etiopia 2 008
Dez Ghomrud 24 500 4.49 Irán 2 005
Blue tunnel 17 061 4.88 Turquía 2 010
Socchi túnel de servicio 6 980 6.18 Rusia 2 011
Khissanganga 14 630 6.10 India 2 014
Trasvase de Nosud 9 000 6.12 Irán 2 014
Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas
Figura 5: Túnel de aducción de la Central Hidroeléctrica Chaglla. Fuente: Revista Proyecta,
publicado en Ed. 32 Lima – Perú
19
1.3.1.6 Túneles sumergidos
Según Tarquis F. (2011, p. 219), la denominación o nombre en inglés “immersed tunnels”
como traducción sería “túneles inmersionados” el cual aclara gráficamente la parte más
importante de estas obras en su gran parte la zona media que no es perforada es fabricada,
fondea (inmersiona) es sumergida con los debidos controles. Estos túneles son
clasificados en tres grandes grupos:
Túneles perforados en mina, son los auténticos túneles y cuentan con diversas
formas de ejecución.
Falsos túneles, estos son ejecutados a cielo abierto en una trinchera excavada y
luego se recubre con material de superficie, el más usual es el “cut and cover”
(cortar y cubrir).
Túneles sumergidos o por inmersión, tienen tramos remolcados, pre fabricados,
sumergidos, flotados con uniones entre ellos mismos.
Figura 6: Vista del Túnel Sumergido de Öresund. Fuente: Manual de Túneles y Obras Subterráneas.
20
1.3.1.7 Perforación y voladura
El sistema de la perforación y la voladura de los túneles es una técnica convencional muy
usada con respecto a algunas técnicas de excavación mecánica (tuneladoras o rozadoras),
por la versatilidad, las secciones típicas de las obras, y sobre todo se adaptan a trabajos
similares minimizando algunos costos.
El trabajo con los explosivos es variable de acuerdo al tipo del macizo rocoso (tipo de
roca) minimizando el consumo de elementos.
Se debe considerar que los equipos están diseñados para este tipo de obras ya sean de
gran envergadura o tradicionales, el ciclo de la excavación mediante la perforación y a la
voladura, tiene las siguientes fases:
Perforación de taladros
Carguío de explosivos
Disparo o voladura
Ventilación
Desate de hastiales y caverna
Carguío y evacuación de descombros
Topografía de nuevo trazo
El ciclo de la excavación de un túnel si es un avance en varias fases, dura de uno a dos
relevos de acuerdo a la sección o el revestimiento a usar. (López J. Carlos - Emilio,
Manual de túneles y obras subterráneas Cap.20, p.671-672).
1.3.1.7.1 Nivel de avances
Básicamente se basa en los rendimientos de las perforadoras, esto tanto manual como
mecanizado para equipos pequeños el empuje de 3 y 5 kN y en grandes de hasta 15 kN,
los sistemas de avance son por descarte los empujadores y deslizaderas.
21
Empujadores
Tiene dos tubos, uno exterior de material ligero y el interior mayormente de acero, que
está junto a la perforadora, el tubo interno funciona como pistón de doble efecto, el cual
controla la fuerza y posición del empuje.
Deslizaderas de cadena
Conformado por una cadena que se mueve por dos canales y jalada por un motor
hidráulico, las ventajas sobre este sistema están en el precio más bajo, facilidad de
reparación y ayuda al avance con respecto a la longitud.
Deslizaderas de tornillo
Su avance se genera al dar el giro al tornillo de diámetro pequeño realizado por un motor
con relación a su longitud y esta propenso a los esfuerzos de pandeos y vibración en la
perforación, la ventaja de este sistema es que realiza una fuerza regular, suave, mayor
durabilidad, más potente para barrenos de mayor profundidad es más seguro que le
sistema de cadenas.
Deslizaderas hidráulicas
Consta de cilíndrico hidráulico que mueve a la perforadora en toda la viga, normalmente
se ve en una deslizadora telescópica de un Jumbo, como ventaja tiene mejor robustez,
simplicidad, mejor control, precisión y adaptabilidad a varias máquinas y tamaños de
barrenos (López J. Carlos - Emilio, Manual de túneles y obras subterráneas Cap.20,
p.678-679).
1.3.1.7.2 Sistemas de montaje
Entre estos se tienen a diversos equipos como Jumbos, perforación de pozos y chimeneas,
perforadoras manuales, y sistemas de montaje.
Jumbos para túneles y galerías
Estos equipos de perforación son equipados entre uno o varios martillos normalmente son
usados en las excavaciones subterráneas como avances de túneles, como componentes de
mayor relevancia están el mecanismo de traslado, sistema de accionamiento, brazos,
martillos y deslizaderas.
22
Los equipos robotizados pueden profundizar o excavar con facilidad túneles que tienen
curvas, ya que son programados fácilmente en el sistema de control lo cual hace que
compense los giros o compense la dirección automáticamente (López J. Carlos - Emilio,
Manual de túneles y obras subterráneas Cap.20, p.680-684).
Equipos para perforación de pozos y chimeneas
Perforación de pozos
Son realizadas usando estructuras de metal o con equipos de accionamiento tanto
hidráulico o neumático equipadas de tres o cuatro brazos con lo mismo en cuanto
a deslizaderas y perforadoras.
Durante la operación están sujetos de los hastiales, los soportes y los brazos, son
semejantes a los jumbos de túneles, son variables de acuerdo a la inclinación, así
como también pueden alargarse si son considerados para el trabajo a realizar
siendo telescópicos.
Perforación de chimeneas
Plataforma trepadora Álimak
Es un método que suplanta a trabajos sistemas como el Raise Boring el
cual es usado mucho por el bajo costo, flexibilidad, y velocidad este
método es muy usado en todo el mundo así mismo es de uso particular
donde no hay accesibilidad para ingresar equipos.
Jaula Jora
En comparación con el álimak en este tipo se tiene que anticipar un barreno
piloto de 75 – 100mm por donde ingresa en cable de elevación, como
principales componentes tiene a la plataforma de trabajo, jaula de
transporte, mecanismo de elevación y el carril guía.
(López J. Carlos - Emilio, Manual de túneles y obras subterráneas Cap.20, p.685-686-687)
Perforadoras manuales
Estas perforadoras tienen adaptabilidad al barreno horizontal, con un soporte
cerrada para su uso inclusive con solo una mano. En proyectos de túneles
23
subterráneos también usado como perforación secundaria en túneles u obras de
pequeña sección para no invertir en equipos mecanizados, para estos es necesario
los empujadores neumáticos (López J. Carlos - Emilio, Manual de túneles y obras
subterráneas Cap.20, p.687).
Sistemas de montaje especiales
Como sistemas especiales también se han previsto estructuras metálicas
simplemente para montarlas en la obra como una coraza o armadura, el cual es
más por temas de protección o caídas de rocas sobre la vía.
Otros de estos sistemas especiales son los que están colgados sobre el túnel ya
excavado y evitar los equipos como los jumbos (López J. Carlos - Emilio, Manual
de túneles y obras subterráneas Cap.20, p.688-689).
1.3.1.7.3 Explosivos y accesorios
Explosivos
En la actualidad hay una fabricación de varios y amplia gama de los explosivos /
accesorios en las voladuras, que permiten hacer uso de acuerdo a la obra o proyectos.
Para ser más preciso el uso de estos componentes se determina con parámetros del macizo
rocoso de acuerdo a ello se dimensiona cada tipo de explosivo, así como la condición de
la obra (López J. Carlos - Emilio, Manual de túneles y obras subterráneas Cap.20, p.693).
Los tipos de explosivos industriales, son:
Explosivos sensibilizados con nitroglicerina
ANFO
Hidrogeles
Emulsiones explosivas
(López J. Carlos - Emilio, Manual de túneles y obras subterráneas Cap.20, p.695).
Accesorios
Los diferentes tipos de accesorios usados en los trabajos de excavación subterránea que
son principalmente complementos de los explosivos son:
24
Detonadores eléctricos convencionales
Detonadores no eléctricos
Detonadores electrónicos
Cordón detonante
Atacadores, instrumentos de medida de barrenos, punzones y conectadores,
tubos omegas y elementos centralizadores, explosores, comprobadores, tacos de
arcilla, cinta adhesiva, cinta métrica, hilo de conexión, línea de tiro.
(López J. Carlos - Emilio, Manual de túneles y obras subterráneas Cap.20, p.699-705).
1.3.1.8 Soporte y revestimiento
Como concepto de sostenimiento en la excavación subterránea es aquel que se define
como un conjunto de elementos o accesorios resistentes que permitan trabajar en forma
triaxial en un terreno excavado y que se logra alcanzar la estabilización de lo excavado.
En la práctica común se da al soporte o sostenimiento el objetivo de estabilizar la
excavación y al revestimiento asegurar la duración del túnel de acuerdo a como ha sido
proyectado (Celada T, Manual de túneles y obras subterráneas Cap.23, p.815-829).
1.3.1.8.1 Caracterización geomecánica
En un proyecto del subsuelo o subterránea normalmente se definen la investigación de su
geología y geotécnica esto solo se puede realizar mediante:
Inferir información de superficie
Medidas indirectas
Medidas puntuales
En cuanto a la caracterización geomecánica del macizo rocoso la cuantificación de
parámetros de deformación y de resistencia, con controlan el comportamiento tenso-
deformacional de cualquier túnel o excavación, vendría hacer uno de los problemas
principales planteados en la mecánica de rocas.
25
Todo estudio geológico – geotécnico de una obra o túnel de subsuelo debe presentar una
estimación de tensiones generadas por la naturaleza y a la que debe estar expuesta la
excavación, así como estudio hidrogeológico saber entender la cuantificación del agua
(piezométrica) y su recorrido dentro del proyecto (permeabilidad), por ello siempre habrá
una ambigüedad que se debe disminuir en cada fase de los estudio y cualidades de la obra
(Galera F., Manual de túneles y obras subterráneas Cap.12, p.369-370).
Cartografía
Son trabajos preliminares de los cuales sirven para el análisis geológico – geotécnico, así
como también estaciones de geomecánica y los famosos inventarios de puntos u ojos de
agua. Dentro de la cartografía geológica se deriva la fotogeología de las cuales es
necesario considerar aspectos como geomorfología, estructuras y las litologías (Galera
F., Manual de túneles y obras subterráneas Cap.12, p.373).
Estaciones geomecánicas
Está relacionada muy cerca a la cartografía ya que en estos se ubican los puntos de
monitoreo constantes en el estudio, lugares estratégicos de los cuales ya han sido
mapeados, de los trabajos que se realizan son específicamente:
Determinación de lito tipos
Conceptualización geomecánica
Levantamiento de fracturación
Estimación de los estados tensionales
Es necesario conocer definitivamente la historia geológica en todos estos puntos ya que
siempre hay existencia de eventos residuales (Galera F., Manual de túneles y obras
subterráneas Cap.12, p.375).
Hidrogeología
El estudio de la hidrología tiene como fin u objetivo principal determinar todo aquel punto
de agua que vaya a afectar el túnel u obra, sin embargo, es necesario conocer:
Número y el tamaño de los acuíferos
26
Conductibilidad hidráulica
Accidentes o incidentes hidrogeológicos
Sin embargo, el estudio en sí debe abordar temas o puntos importantes teniendo como
prioridad (Galera F., Manual de túneles y obras subterráneas Cap.12, p.377):
Ubicación de nivel freático
Delimitar acuíferos
Cuantificar los diferentes terrenos
Datos de caudales de afluentes
Sondeos mecánicos
Estos trabajos son los más costosos, así como también los únicos que permiten apreciar o
los que llegan a alcanzar el macizo rocoso en profundidad a la que se requiere proyectar
la obra o la excavación, esto normalmente es llamado toma de muestra.
En los sondeos que pasen los 200m se deben realizar las famosas correcciones o tomar
medidas sobre la desviación ya sean como perforación vertical o con cierto grado de
inclinación (Galera F., Manual de túneles y obras subterráneas Cap.12, p.386-388).
Cerchas y arcos metálicos
En las operaciones mineras se usa el sostenimiento con vigas de material de acero de
sección “H”, cuando la calidad de roca presenta muy desfavorables con mucho
fracturamiento con resistencia baja a muy baja (debajo de 25 Mpa), o cuando se someten
a fuertes presiones y que superen las resistencias de la roca, estas presiones debido a
tensiones por tectonismo, presión litostatica o inducidas por redistribución de esfuerzos
debido a la excavación subterránea.
Las cerchas y arcos metálicos son conocidos también en el mundo de la construcción
como Cimbras, hay diversas configuraciones para las vigas “H”, que se aplican a varias
y amplias secciones en las labores mineras o túneles, el comportamiento del acero no solo
es dependiente de su sección transversal sino del tipo y colocado de los componentes
27
usados en su fabricación entre estos elementos: las placas o barras de unión, codales,
zapatas, etc.
A lo largo del túnel habrá tramos con las presiones muy significativas los cuales tendrán
requerimiento de cerchas con montaje articulado (TH), con perfiles de V o (Omega) a
este tipo de soporte es denominado entibación deslizante y se compone de tres a más
partes deslizadas entre sí, sujetos y con ajustes de uniones a tornillo, para su buen
funcionamiento es necesario que la longitud en las uniones sea suficiente no menor de
40cm, adecuado paralelismo de los elementos, adecuada adaptación a los hastiales o
paredes, etc. (Aplicación Geomecánica y de Sostenimiento 2015, p.63).
Mallas metálicas
Son usados para prevenir la caída de fragmentos de roca en el área de influencia de pernos
son algunos de estos de acero (malla de gallinero) los cuales se adecuan y moldean a la
forma de la sección de la labor o excavación, también de fierro electrosoldado el cual es
más rígido y de fierro corrugado de ¼”.
Los orificios de la malla son netamente con relación al tamaño de las partículas que se
confinará los cuales pueden ser de 5cm x 5cm hasta los 10cm x 10cm, la abertura de 5cm
x 5cm son muy usadas en el tipo de roca con bastantes fracturas, sin embargo, la malla de
reticulado de 10cm x 10cm siempre va acompañado de concreto lanzado (Aplicación
Geomecánica y de Sostenimiento 2015, p.49).
Pernos
Son usados para impedir descomponer la roca, minimizando sus desplazamientos, de esta
forma la roca cercana a la excavación se altera en un componente activo del sistema de
soporte y conforma un arco autosoportante al sumar los efectos de los demás pernos
cercanos, de acuerdo al tipo del macizo rocos podrían ubicarse en rocas homogéneas
competente, en rocas estratificadas competentes y en rocas incompetentes (Aplicación
Geomecánica y de Sostenimiento 2015, p.36).
Los tipos de pernos más usados en obras de túneles son:
Pernos Swellex (de 5´ a 7´)
Pernos Split-Set (de 5´a 7´)
28
Pernos de cabeza expansiva
Pernos cementados con resina o con inyección de cemento
Concreto lanzado
Para hablar de concreto lanzado en el mundo tiene varios sinónimos de llamarlo tal como
“hormigón proyectado” o “shotcrete”, donde tiene mayor propuesta de aplicación son las
labores subterráneas las cuales son deslumbrantes e interesantes caras de la ingeniería,
durante todo el proceso de construcción, se realizan ensayos para determinar el sistema
constructivo y la estabilidad del túnel.
El concreto lanzado es fundamental en las construcciones modernas de túneles, así como
también en obras o labores subterráneas, estabilidad de rocas y suelos, así como en
reparación de estructuras de concreto. El consumo en el mundo por año estimado se
aproxima a los 12 millones de metros cúbicos, estimándose 0.5 millones de metros
cúbicos en el país de España.
El uso de fibras ya sean metálicas o sintéticas como refuerzos esto para proporcionar
ductilidad al concreto lanzado, proporciona una mejor seguridad al no es requerir la mano
de obra humano en el colocado de malla metálica de la excavación sin sostenimiento, con
estas fibras se reduce el tiempo de colocado a > 30%.
En cuanto los aditivos acelerantes de fraguado líquidos con base de aluminato o silicato,
progresivamente están siendo desplazados por productos libres de álcali, los cuales
mejoran el medio ambiente e higiene y salud en la operación del túnel.
Los términos relacionados con el concreto lanzado más importantes que se usan en el
desarrollo del sostenimiento son:
Hormigón proyectado, vía seca, vía húmeda, flujo diluido, flujo denso, HRF/hormigón
reforzado con fibras, aditivo superfluidificante, policarboxilatos, aditivos de sílice
coloidal/nanosílice, acelerantes libres de álcali/AF, ensayo vicat, resistencias a edades
tempranas, pistola Hilti, rebote (López J. Carlos - Emilio, Manual de túneles y obras
subterráneas Cap.25, p.875-877).
29
1.3.1.8.2 Resistencia del concreto proyectado
1.3.2 Sistema de bombeo
Según Ingeniare (Revista chilena de ingeniería vol. 18 N°3, 2010, pp.335-342) los
sistemas de bombeo se hallan presentes en la minería, así como en obras de actividad
subterránea ya que el agua de producto de la excavación necesita ser bombeada hacia la
superficie para asegurar la persistencia de una producción u obra.
La elección de estos sistemas detalla de un correcto establecimiento de un equilibrio
hidráulico de todo el sistema, los ingenieros proyectistas y representantes usan ecuaciones
de preservación de masa, energía y número de movimiento para esta operación.
Algún error al establecer el equilibrio hidráulico mencionado trae como consecuencias
graves en la estación de bombeo, al sobredimensionar por decirlo así traería pérdidas en
el costo, así como técnicas ya que se tendría equipos de mayor potencia con trabajos de
menoría en su eficiencia de otro lado si se analiza lo contrario podríamos contar con
mayor cantidad de agua y la capacidad del sistema con falta de suficiente respuesta al
agua requerida.
Asimismo, en el sistema de bombeo el equilibrio hidráulico se obtiene del balance de
energía contabilizándose las energías cinéticas, potencial y las pérdidas.
Tabla 2: Etapas del sistema de bombeo
Fuente: Equilibrio hidráulico en sistemas de bombeo minero.
30
Tabla 3: Accesorios de la estación de bombeo
Fuente: Equilibrio hidráulico en sistemas de bombeo minero.
Según Ortiz, Cabanillas y Fierro (Equilibrio hidráulico en sistemas de bombeo minero:
estudio de caso, p.337) el agua resultante de la excavación de labores mineras es enviada
por bombeo o gravedad y captada en una poza luego se dirige a través de un canal con
inclinación de -1% hacia el desarenador el cual tiende a ser con puertas de estructura
metálica, este desarenador debe ser previsto con dimensiones que serán útiles para
sedimentar los sólidos de mayor proporción (partículas mayores de 2,5mm de diámetro),
el agua limpia desarenada se almacena en pozas de succión la cual también trabaja como
un amortiguador, seguidamente la estación de bombas traslada o bombea el agua que ha
sido almacenada a través de bombas centrífugas entre 1.500 HP y 270 l/s cada bomba.
Figura 7: Esquema del sistema de bombeo. Fuente: Equilibrio hidráulico en sistemas de bombeo
minero
31
Poza y líneas de conducción (canal de captación)
Las captaciones en el trabajo de embalse subterráneo están construidas en acuíferos o
reservorios de transición con la capacidad suficiente de almacenamiento de agua según el
cálculo del caudal requerido así se tenga la alimentación de agua intermitente. Como un
ejemplo claro de las dimensiones requeridas se podría citar el almacenamiento de un río
el cual tiene temporadas de estiaje (Benítez A., Captación de aguas subterráneas Cap.11,
pp.332-333).
Como principales fundamentos a determinar cómo el estudio a este proceso, se debe
considerar:
Curvas de carga del acuífero
Geometría y características del acuífero
Coeficiente de almacén
Curvas de embalse subterráneo
Capacidad de transmisión
Capacidad de captación
Las líneas de conducción están conformadas por el conjunto de canales o cunetas, tuberías
y estaciones de bombeo así como los accesorios, el cual se encarga de transportar agua,
que procede de la poza o embalse de abastecimiento, se puede realizar de dos maneras
dependiendo de la obra con respecto al proyecto de regularización, se clasifican en grupos
por gravedad (canales o cunetas) y por bombeo (tuberías), así como la combinación de
ambas denominada mixta (Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 p.118).
1.3.6.1 Canales o cunetas
Para la ejecución de túneles y obras subterráneas es necesario tomar como base teórica la
fabricación de canales, desde el punto de vista de ingeniería civil, dado que este proceso
es de la misma estructura y diseño que sirve como línea de conducción.
Se caracteriza por tener la gradiente que coincide con la superficie del canal o cuneta
donde circula el agua, para elegir este tipo de obras dependerá de la disposición del agua
32
de la poza de captación, así como la topografía, asimismo debe tener la capacidad
suficiente para transportar el líquido aforado del proyecto y sus afluentes. En ocasiones
los canales se combinan caídas a rápidas, canales-puentes, pozos invertidos y los túneles.
En los cálculos de los canales la sección a emplear puede ser: trapezoidales, rectangulares
y semicirculares (Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 p.119).
Figura 8: Sección transversal de un canal trapecial. Fuente: Abastecimiento de agua.
Figura 9: Sección transversal de un canal rectangular. Fuente: Abastecimiento de agua.
33
Figura 10: Sección transversal de un canal circular. Fuente: Abastecimiento de agua.
1.3.6.2 Tuberías
Los principales factores a considerar dentro de las tuberías se deben a las siguientes:
Topografía
Afectaciones
Geotecnia o geomecánica del terreno
Cruzamientos
Normas de calidad de las tuberías
Las tuberías en su mayor parte por ser conductoras de agua son conformadas por tuberías
prefabricadas, en obras especiales y para caudales de gran envergadura se deben fabricar
en el mismo proyecto, existen de acorde a la conducción del líquido el tipo o material
seleccionado apropiadamente:
Tuberías de concreto
Tuberías de asbesto – cemento
Tuberías de acero
34
Tubería de polietileno
(Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 pp.134-136).
Accesorios y piezas especiales
Como dispositivos de alivio es necesario contar con accesorios y piezas en el sistema
hidráulico estos se diseñan con factores de seguridad para dar soporte al golpe de ariete
por las cargas máximas y mínimas, así como para optimizar el sistema es de gran ayuda
los dispositivos de alivio los cuales se describen en:
Juntas o Uniones
Usadas en las uniones de tuberías las metálicas son de diversos tipos: Dresser,
Giubault, etc. (Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 p.176).
Carretes de tubería
Tubos pequeños colocados sobre alguna tubería a través de una brida en los
extremos, los más usados son de 40cm, 50cm y 75cm, para los de PVC los
extremos podrían ser espiga o campana (Rodríguez R., Abastecimiento de agua
Cap.3 p.177).
Extremidades
Tubos pequeños colocados sobre las descargas a través de una brida en los
extremos, los más usados son de 40cm, 50cm y 75cm, para los de PVC los
extremos podrían ser espiga o campana (Rodríguez R., Abastecimiento de agua
Cap.3 p.178).
Tes de unión
Usados en la unión de conductos de tres para precisar, donde estas pueden ser dos
del mismo diámetro y uno menor o iguales en su totalidad de ser uno con diámetro
menor se denomina reducción (Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3
p.179).
Cruces de unión
Su uso es la unión de conductos de cuatro para precisar, donde estas pueden ser
dos del mismo diámetro y dos menores o los cuatro iguales en su totalidad, de ser
35
dos con diámetro menor se denomina cruz reducción (Rodríguez R.,
Abastecimiento de agua Cap.3 p.179).
Codos de unión
Su funcionalidad hacer uniones de conductos de diámetro igual de algún cambio
ya sea vertical u horizontal, las deflexiones son de 22.5°, 45°, 90° (Rodríguez R.,
Abastecimiento de agua Cap.3 p.180).
Reducciones
Funcionales para uniones de tuberías y tubos de diámetro distinto (Rodríguez R.,
Abastecimiento de agua Cap.3 p.181).
Coples de unión
Tubos pequeños de PVC, así como de fibrocemento usados para la unión de
espigas de conductos de diámetro igual, están también se usan en reparaciones
(Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 p.182).
Tapones y tapas
Son aquellos colocados en los finales o inicios de los conductos los cuales evitan
la fuga del flujo (Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 p.183).
Válvulas de no retorno (“check”)
Sirve en un conducto impedir la inversión de flujo, se instala sobre el conducto de
descarga, de las bombas se cierra al instante de la presencia de inversión de flujo
(Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 p.183).
Válvulas de seguridad
Básicamente disminuye los incrementos de la presión, así como el golpe de ariete
del sistema, actúan totalmente cerradas o abiertas (Rodríguez R., Abastecimiento
de agua Cap.3 p.183).
Válvula aliviadora de presión o supresora de oscilación
Su función es de amortiguación de sobrepresión generada por el golpe de ariete
establece equilibrio (Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 p.184).
36
Válvula de admisión y expulsión de aire
Funcionan con la admisión del aire causado por el golpe de ariete, expulsión del
aire llenado en la línea (Rodríguez R., Abastecimiento de agua Cap.3 p.185).
1.3.7 Desarenador
Es una obra hidráulica que tiene como función decantar (separar) y evacuar (remover) los
materiales o partículas de mayor proporción que transporta el agua de una cuneta o canal,
las partículas grandes que se podría transportar perjudican el sistema de bombeo y de la
obra, estos desarenadores cumplen la misma función tanto en la superficie como en
excavaciones subterráneas (Villón Béjar, 2005 Cap.6, p.97).
Los tipos están diferenciados por lo siguiente:
En función de su operación
Desarenadores de lavado continuo
Aquella que realiza dos operaciones simultáneamente en la evacuación y
sedimentación (Villón Béjar, 2005 Cap.6, p.98).
Desarenadores de lavado discontinuo
También llamada intermitente que realiza movimientos separados, almacena para
luego expulsar sedimentos (Villón Béjar, 2005 Cap.6, p.98).
En función de la velocidad de escurrimiento
De baja velocidad
Velocidad menor de 1m/s de 0.20m/s a 0.60m/s
De alta velocidad
Velocidad mayor de 1m/s de 1.0m/s a 1.50m/s
Por la disposición de los desarenadores
En serie
La construcción del almacenamiento de las cámaras o de los depósitos están uno
detrás del otro en la construcción (Villón Béjar, 2005 Cap.6, p.98).
37
En paralelo
La construcción del almacenamiento de las cámaras o de los depósitos están uno
al lado del otro en la construcción (Villón Béjar, 2005 Cap.6, p.98).
1.3.7.1 Cámara de sedimentación
Es aquella donde todos los materiales de mayor proporción o partículas se van al fondo
de esta cámara, esto por consecuencia a que la velocidad disminuye por la mima sección
considerada, así como la longitud. Las velocidades varían de 0.10m/s y 0.40m/s con la
profundidad promedio de 1.50m y 4.0m de acuerdo a la vía principal.
Para el ingreso del fluido se tiene una transición de entrada la cual puede tener forma de
sección rectangular o en forma de trapecio ya sea compuesta o simple, para las
excavaciones subterráneas la segunda propuesta es de acuerdo a la hidráulica mas
eficiente y económica ya que solo se realiza el revestimiento simples o en roca perforada
luego de la sección del túnel, para que el lavado sea fácil y concentrar el material del
fondo hacia el centro es conveniente que este diseñado con caída hacia este punto central,
asimismo la pendiente generalmente es de 1:5 a 1:8 (Villón Béjar, 2005 Cap.6, p.100).
1.3.7.1.1 Vertedero
Al finalizar la cámara de sedimentación debe pasar el agua limpia hacia la poza de
secundaria o a la cuneta (canal), las cubiertas superiores serán los primeros en limpiarse
esta salida del sistema de desarenado se realiza por el vertedero el cual trabaja con
liberación libre, asimismo cuanto haya menos velocidad de transporte por el vertedero
hace menor turbulencia para el desarenador y minimiza las partículas en suspensión, la
máxima velocidad admitida será de 1.0m/s (Villón Béjar, 2005 Cap.6, p.101).
1.3.7.1.2 Compuerta
La función principal es de lavado, desocupa las partículas que se encuentran en el fondo
de las cámaras, para dar facilidad al desplazamiento de arenas o finos a la compuerta se
debe dar una pendiente pronunciada entre 2% a 6%, para incrementar la cámara en
profundidad por el efecto de la pendiente no incluye en el cálculo del tirante, lo adicional
del volumen en las cámaras es por el lavado continuo sucesivamente, el estudio que se
realiza para determinar el tamaño y cantidad de partículas y asegure una buena capacidad
del sistema de desarenado para no realizar con frecuencia el lavado.
38
Para lavar toda la cámara de desarenado se deben cerrar las compuertas de ingreso y abren
las compuertas de lavado y así las aguas salen con mayor velocidad y arrastran gran parte
de los finos (sedimentos), una vez vacía la cámara nuevamente se abren parcialmente las
compuertas de ingreso y el fluido del agua pasa con una velocidad de las partículas que
han quedado y completan el lavado, se considera que el lavado sea en forma eficaz y
rápida con velocidades de 3.0m/s y 5.0m/s (Villón Béjar, 2005 Cap.6, pp.102-103).
1.3.8 Estación de bombeo
Se describirán a continuación algunas características de importancia para las estaciones
de bombeo, las cuales están conformadas por una serie de elementos:
Pozos de succión
Con mucha frecuencia una estación de bombeo tiene un mal funcionamiento de las
bombas por un deficiente diseño del pozo de succión, ya que este diseño debe contar con
capacidad que exija cubrir bombas axiales o mixtas cercanas unas a otras, ya que están
reciben a que estas ejercen fuertes movimientos rotativos que soporta el agua de la tubería
de succión (Castilla Ruiz y Galvis Castaño, 1993, p.147).
En general debe contar con los siguientes puntos:
Forma del pozo de succión con relación a la distribución de flujo
Separación o espacio adecuado de las unidades
Distancias mínimas de la boca de succión a los hastiales del pozo y fondo
Sumergencia de campana de succión o de bomba
Espaciamiento de las unidades
Para efectos de economizar en la estación de bombas el espaciamiento entre las unidades
debe considerarse mínimo, pero a su vez compatible con los puntos mencionados y con
facilidad de maniobrar con el personal y disponer la maniobrabilidad de los mismos
equipos ante alguna reparación, este espaciamiento no debe ser menor a 1.0m (Castilla
Ruiz y Galvis Castaño, 1993, p.147).
39
Distancias mínimas a las paredes y fondo de pozo
El espacio vertical del flujo en la longitud del cual fluye el agua para ingresar a la campana
de succión por lo menos deberá ser la misma área de ésta, haciendo que la distancia libre
del fondo del pozo y la orilla de la campana de succión no debe ser menor al diámetro del
cilindro D/4 (Castilla Ruiz y Galvis Castaño, 1993, p.147).
Sumergencia
Es la longitud mínima admisible que existe entre la altura mínima del agua en el pozo
succionador y la orilla de la campana succionadora, esta medida cumple como objetivo
impedir la formación vórtices que accedan al ingreso de aire sobre el tubo de succión,
asimismo cuando tenemos una bomba sumergida muchas veces llamamos sumergencia a
la altura como mínimo de agua que tendrá la bomba para evitar la famosa cavitación,
además la sumergencia no deberá ser menor a 1.50m sobre la orilla de la campana
succionadora y sus velocidades de 0.60m/s y 0.90m/s (Castilla Ruiz y Galvis Castaño,
1993, p.148).
Las estaciones de bombeo se clasifican en dos grandes conjuntos:
Con pozos o cámaras de succión secos
Con pozos o cámaras de succión húmedos
El pozo de succión seco, está ubicado en cámaras sin presencia de agua, pero en las bocas
succionadoras si están sumergidas, estas estaciones cuentan con la ventaja de tener mejor
accesibilidad a las bombas para el mantenimiento o reparación muy usado en el bombeo
de cantidades significativas de agua sin embargo por tener una cámara exclusiva en esta
estación como desventaja es el costo de construcción el cual afecta directamente a la obra.
El pozo de succión húmedo las bombas están sumergidas se ahorra en construir una
cámara adicional sin embargo te tienen dificultades para su mantenimiento y reparación
de las bombas, en la actualidad se está optando por este tipo de bombas, también se hace
mención que ya hay pozos de succión que tienen disposición de autolimpieza (Castilla
Ruiz y Galvis Castaño, 1993, p.14).
40
Tipos de bombas
Se establece que para impulsar el agua dos grupos fundamentales los cuales atienden a
las características de la actividad (Benítez Alberto, 1972, p.519).
Bombas volumétricas
Bombas centrífugas
1.3.8.1 Bombas volumétricas
Constituidas por un cilindro hermético y cerrado (organismo de la bomba) en el cual se
mueve axialmente o da vuelta una pieza que, mediante unas válvulas juntas al cuerpo de
la bomba, concede compresión, aspiración e impulsión del líquido, las bombas de este
tipo están en dos grupos fundamentales: alternativas y rotativas (Benítez Alberto, 1972,
p.520).
Tipos de bombas volumétricas
Bombas alternativas
De émbolo
De diafragma
Bombas rotativas
De anillo líquido
De engranajes
De paletas y excéntrica
De pistones múltiples
Bombas alternativas
El componente móvil genera aspiración del líquido y luego su impulsión, conforme la
situación de las válvulas de salida y admisión, podrían ser impelente, aspirantes o una
conjunción aspirantes-impelentes, el equipo más sencillo de estas bombas es la de émbolo
(Benítez Alberto, 1972, p.520).
41
Bombas de émbolo
Para impulsar estas bombas es necesario el movimiento de émbolo generado en
primera instancia aspiración y luego compresión, cuando se mueven las válvulas
evita que mientras la aspiración se dé la pérdida de compresión e inversamente.
Estas bombas son para caudales pequeños y mayor presión el rendimiento del
volumen alcanzado es de 90% a 98% y del mecanismo de 70% a 90%, la bomba
puede ser de doble efecto o simple de acuerdo a la compresión que haga las dos
caras del émbolo o una sola, puede acoplarse bombas en serie para subir sus
efectos (Benítez Alberto, 1972, pp.528-529).
Bombas de diafragma
Se emplea estas bombas para el acabamiento de aguas pantanosas, ya que son más
robustas y rusticas con aspiración parcialmente alto e impulsión menor a 10.0m,
el rendimiento es bajísimo de 40% a 50%, su elevación manométrica general a
15.0m y caudal que varía entre 10m3/h a 90m3/h, funciona por medio de un
diafragma ejecutado por sistema de bielas, ejecuta una depresión provocando abrir
la válvula aspiradora y luego la compresión que abre la válvula esférica impulsora
(Benítez Alberto, 1972, p.529).
Bombas rotativas
La componente móvil rota en forma regular dentro del cuerpo de la bomba, provoca
compresión a través de una excéntrica y consigue impulsión (Benítez Alberto, 1972,
p.520).
Bombas de anillo líquido
Conformado por una rueda con álabes en colocación radial, leva internamente un
líquido presión menor al agua, movido por los álabes creando un cambio en el
volumen entre el líquido y álabes el cual produce aspiración, impulsión y
compresión de agua, para regular el caudal se tiene que realizar en la variación de
energía por el giro de los álabes.
42
Se usan prácticamente bombas de vacío para utilización industrial, el rendimiento
de la máquina está entre 65% a 75% y el volumétrico de 70% a 80% (Benítez
Alberto, 1972, p.530).
Bombas de engranajes
Su función es basada en la compresión del líquido en medio de los dientes
correlativos de los engranajes el cual produce impulsión. El cierre generado entre
estátor y rotor propulsa en forma continua el agua, permitiendo un cebado de
forma automática con cargas de agua considerables, el nivel manométrico llega a
90.0m y caudales de hasta 30m3/h, las bombas de triple rotor alcanzan caudales
de 500m3/h. La ventaja que es adaptable a temperaturas extremas de hasta 350°
C y la viscosidad de líquido de 500° Engler, con rendimientos de 65% a 75%
(Benítez Alberto, 1972, pp.531-532).
Bombas de paletas y excéntricas
Es necesario especificar la diferencia entre bombas de paleta rígidas y flexibles,
en las bombas de paleta rígida la compresión del agua se ejecuta con el descenso
de volumen actual entre el rotor y toda la bomba, la acción de impulsión lo
ejecutan dos paletas unidos normales que resbalan por las ranuras del rotor, el
movimiento de la bomba es basada la propiedad de Cadena de Pascal, con esto la
bomba da opción a subir caudales de 100m3/h, siendo reversible gracias a su
igualdad o simetría (Benítez Alberto, 1972, p.532).
Las bombas de paleta flexible conforman una variación de las rígidas, compuesta
por un rotor de paletas flexibles de material de neopreno resistente con larga
durabilidad, que rota internamente en la bomba de bronce.
Su función se basa cuando una paleta del rotor está libre de la placa que la aprieta
se forma un agujero que ceba al instante la bomba hasta los 4.50m de profundidad,
en este momento se puede efectuar la aspiración de 7.50m de profundidad sin
peligro a descebarse a velocidades moderadas.
Por efecto rotativo cada paleta tira algún volumen de líquido hasta buscar la placa
de compresión la paleta dobla y genera la impulsión del líquido, esta bomba aplica
a líquidos viscosos inferiores a 1,200 cps (centipoises, viscosidad máxima) y
43
temperaturas menores a 80° C, el caudal llega hasta 20m3/h y puede trabajar a
velocidades angulares de 100 rpm a 2,400 rpm (Benítez Alberto, 1972, pp.532-
533).
Bombas de pistones múltiples
Está constituido por un cuerpo de bomba en su interior rota un tambor que puede
ser capaz de contar con cuatro u ocho pistones de funcionamiento circular
contrarios por el eje, pasando el ingreso de aspiración cada pistón retorna por la
excentricidad del eje del tambor, generando una depresión que acepta la aspiración
para desarrollar en la impulsión (Benítez Alberto, 1972, p.534).
Con sus pistones en el tambor el caudal es continuo, alcanza valores de 400m3/h
y el rendimiento del volumen de 100% el nivel manométrico general podría llegar
a 200.0m (Benítez Alberto, 1972, p.535).
1.3.8.2 Bombas centrífugas
Usan básicamente la fuerza centrífuga generada por una turbina que rota a gran velocidad
y arroja el agua al cuerpo de la bomba, el agua entra a la bomba por el eje de una rueda
los cuales son impulsados por sus álabes al difusor que genera la energía cinética
originada por la fuerza centrífuga, en energía potencial luego pasa al caracol o espiral de
la sección creciente donde aumenta la presión y sale por el tubo de impulsión.
Como ventajas estas bombas permiten el acoplamiento directo, con fácil transmisión a
los motores, y también regulan el caudal impulsando límites muy grandes, en cuanto a
costos de mantenimiento son parecidos al de las bombas volumétricas, ya que no
necesitan válvulas ni aparatos especiales en su actividad, como algo propio no puede
aspirar en seco, por ende tiene que eliminar toda presencia de aire en el interior de la
bomba, asimismo deben estar cebadas antes de usarlas (Benítez Alberto, 1972, p.521).
Como un elemento más simple de una bomba centrífuga podemos mencionar una bomba
mono celular conformada por una rueda sujetada a un árbol que rota internamente en el
cuerpo de la bomba, en forma de espiral para minimizar los roces del agua, en la parte
superior de la bomba hay un orifico de llenado y en la inferior está el orifico de vaciado,
la aspiración es efectuada con normalidad en la continuidad del eje de rotación de la rueda,
para refrigerar el árbol de cámara prensaestopas, también está de un modo de corona una
44
cámara refrigeradora de agua, el árbol soportado por dos palieres, acondicionando entre
ambos otra cámara de engrase, dando mayor rigidez al grupo para minimizar los
rozamientos (Benítez Alberto, 1972, pp.537-538).
Tipos de bombas centrífugas
La clasificación de las bombas centrífugas establece los siguientes tipos:
De superficie
Girostáticas
Sumergidas
Para agotamiento
De aspiración automática
Bombas de superficie
Para el montaje se sitúa a una altura más cercana posible a la altura de agua, los dos tipos
tanto el monocelular y multicelular cuentan con la ventaja de ser reducida sensibilidad a
la cavitación con disposición igual a la rueda que elimina el empuje axial, con mejoras al
rendimiento del equipo. Una bomba de presión baja esta apto para recibir caudales de 70
a 2,000 l/s, el nivel de impulsión de 4.0m a 22.0m, asimismo bombas de media presión
con niveles que comprenden de 25.0m a 70.0m aumentan el rendimiento del 5% a 10% y
considera un difusor de paletas o disco directriz, de esta manera la cámara varia la
velocidad por presión (Benítez Alberto, 1972, pp.551-552).
En bombas de presión alta la altura máxima alcanzada por una rueda es de 100.0m por
ello es necesario realizar soportes especiales para incrementar las ruedas o la actividad
con la duplicidad del soporte para subir la altura, una bomba de este modelo con
duplicidad de soporte e impulsión y aspiración en forma vertical admite caudales de 1,000
m3/h, con niveles manométricos de 350.0m (Benítez Alberto, 1972, p.553).
Bombas girostáticas
Cuando los niveles de aspiración superan a las alturas del uso de bombas de superficie se
utilizan las girostáticas que están conformadas por el cuerpo de la bomba armado con
45
ruedas incrustada en el pozo, funcionando con una línea de árbol adaptada a un motor
ubicado en superficie (Benítez Alberto, 1972, p.554).
De acuerdo a la cantidad de células disponibles pueden funcionar en pozos mayores a los
100.0m de profundidad, estas bombas se fabrican con ruedas centrífugas o
helicocentrífugas, estos últimos tienen la ventaja de trabajar con aguas no sedimentadas
con áreas suspendidas sin embargo su rendimiento es menor al de las de ruedas
centrífugas (Benítez Alberto, 1972, p.555).
Grupos sumergidos
Son más baratos en comparación con las bombas girostáticos conformados por el motor
y la bomba acoplados directos estos funcionan en su totalidad dentro del pozo, la bomba
será multicelular a monocelular con ruedas helicocentrífugas o centrífugas, el motor y la
bomba hacen uso para su funcionamiento del árbol situado en el parte inferior del equipo
o grupo, se usa agua limpia para la refrigeración y las ruedas se deberá auto equilibrar por
compensación hidráulica (Benítez Alberto, 1972, pp.556-557).
Bombas para agotamiento
En el caso de acorte o agotamiento a menudo se usan este tipo de bombas el conjunto
bomba/motor manual o portátil está sumergido, el motor se encuentra arriba del grupo así
trabaja la bomba en seco con la ayuda de un disyuntor también ubicado en la parte
superior. Si se necesita incrementar el agua a más altura podemos acondicionar más
bombas en serie, las cuales sumarian la impulsión, lo óptimo suele llegar entre 8.0m a
10.0m (Benítez Alberto, 1972, p.558).
Bombas de aspiración automática
Este es un tipo muy especial de bomba para suprimir los problemas en la actividad de las
bombas centrífugas, siendo lo principal el cebado al inicio de la actividad para esto se ha
diseñado estas bombas los cuales son híbridos de las bombas rotativas y centrífugas
(Benítez Alberto, 1972, p.559).
46
1.4 Formulación del problema
Tal como se menciona en la problemática, como consecuencia de la gran
demanda en la evacuación de agua subterránea proveniente de la operación de las
minas San Cristóbal y Carahuacra, las cuales se encuentran realizando actividades
propias de la mina en las profundidades, este tipo de aguas encontradas en los
puntos más bajos de la superficie y conocidos comúnmente como la napa freática,
es indispensable buscar una alternativa de solución para abastecer el sistema
actual, el cual tiene deficiencias en el sistema de bombeo y drenaje de cada una
de las minas, es necesario implementar medidas de solución alternas combinando
el estudio o proyecto de investigación de acorde a la formulación del problema.
Niño R. hace mención “No es posible concebir una investigación sin
haberla encabezado por la definición clara y explícita del problema, pues este va
a ser el eje alrededor del cual girarán todos los elementos implicados en las
diferentes etapas y operaciones” (2011, p.47).
1.4.1 Problema general
PG: ¿Cómo la implementación del túnel de integración mejorará el
sistema de bombeo y drenaje de las minas San Cristóbal y Carahuacra
– Junín 2018?
1.4.2. Problemas específicos
PE1: ¿Cómo la implementación del túnel de integración mejorará la
operacionalización de pozas, desarenador y líneas de conducción de
las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018?
PE2: ¿De qué manera la implementación del túnel de integración
mejorará la estación de bombeo de las minas San Cristóbal y
Carahuacra – Junín 2018?
PE3: ¿De qué manera el sistema de bombeo y drenaje mejorará la
perforación y voladura de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín
2018?
PE4: ¿Cómo el sistema de bombeo y drenaje mejorará el soporte y
revestimiento de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018?
47
1.5. Justificación de la investigación
Esta investigación se refuerza con los aportes de investigadores de este tema,
considerando la justificación en las siguientes consideraciones:
I. Justificación o aporte teórico
Según Bernal (2014 p.106), “en la indagación existe una forma de justificar
teóricamente cuando el fin del aprendizaje en originar reflexión y discusión en
lo académico sobre el saber que existe, probar una teoría, constatar resultados o
hacer epistemología del conocimiento existente”. En relación a lo expuesto
anteriormente, la justificación más relevante de la actual investigación es el
proporcionar a la ciencia y así mismo contribuir con la empresa proponiendo una
posible solución al problema de planeamiento y control de costos para el
proyecto en ejecución.
II. Justificación o aporte práctico
Según Bernal (2014 p. 106), “Se considera que una investigación tiene
justificación práctica cuando su desarrollo ayuda a resolver un problema o, por
lo menos, propone estrategias que al aplicarse contribuirían a resolverlo”.
Respecto lo observado, tiene relación con lo planteado en el proyecto de
investigación ya que se propuso la aplicación de un método para el
planteamiento y con control de costos el cual es de mayor relevancia para la
ejecución del mismo.
III. Justificación metodológica
Según Bernal (2014p.107), “En la investigación científica, la justificación
metodológica del estudio se da cuando el proyecto que se va a realizar propone
un nuevo método o una nueva estrategia para generar conocimiento”.
48
1.6. Hipótesis
Esta investigación tiene como fin demostrar una correcta hipótesis con una
relación clara entre las variables, comprobarlas sería solucionar el problema
general formulado.
Niño R. hace dice “En sentido general la hipótesis es un enunciado que da
una suposición, posibilidad, o probabilidad. Sin embargo, la suposición, en ningún
sentido es una verdad, es un juicio para verificar, así sea posible o probable, es
decir con lo que puede ser o suceder” (2011, p.57).
1.6.1. Hipótesis general.
HG: La implementación del túnel de integración mejorará el sistema
de bombeo y drenaje de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín
2018.
1.6.2. Hipótesis específicas.
HE1: La implementación del túnel de integración mejorará la
operacionalización de pozas, desarenador y líneas de conducción de
las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
HE2: La implementación del túnel de integración mejorará la
operacionalización de la estación de bombeo de las minas San
Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
HE3: La mejora del sistema de bombeo y drenaje dará mayor avance
en la perforación y voladura de las minas San Cristóbal y Carahuacra
– Junín 2018.
HE4: La mejora del sistema de bombeo y drenaje dará mayor
durabilidad al soporte y revestimiento de las minas San Cristóbal y
Carahuacra – Junín 2018.
49
1.7. Objetivos
Los objetivos de esta investigación deben ser claros, entendibles y
medibles indicando el camino a donde se pretende llegar.
Valderrama M. menciona “Es lo que se pretende alcanzar de forma
integral. El enunciado de metas que se logrará debe ser preciso y claro, y las
conclusiones serán referidas al logro o fracaso de estos mismos. Deberá ser
coherente con la formulación del problema general” (2015, p.135).
1.7.1 Objetivo general
OG: Demostrar como la implementación del túnel de integración
mejorará el sistema de bombeo y drenaje de las minas San Cristóbal y
Carahuacra – Junín 2018.
1.7.2 Objetivo especifico
OE1: Explicar de qué manera la implementación del túnel de
integración mejorará la operatividad de las pozas, desarenador y líneas
de conducción de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
OE2: Determinar como la implementación del túnel de integración
mejorará la funcionalidad de la estación de bombeo de las minas San
Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
OE3: Indicar de qué manera la mejora del sistema de bombeo y drenaje
ayudará a la perforación y voladura de las minas San Cristóbal y
Carahuacra – Junín 2018.
OE4: Definir cómo la mejora del sistema de bombeo y drenaje dará
mayor durabilidad al soporte y revestimiento de las minas San
Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
50
CAPITULO II :
MÉTODO
51
2.1. Tipo de la investigación
En este proyecto de investigación, se ha optado por la investigación del tipo aplicada
Para Lozada (2014, p.14), el fin de una investigación tipo aplicada es la de suscitar
información que se pueda enviar de forma directa, a la solución de problemas tipo social,
productivo o educativo. Para que se pueda generar tal conocimiento, recurrimos a técnicas
e instrumentos que proporciona la investigación básica que servirá de conector entre lo
teórico y el producto en sí.
El estudio es aplicado, ya que persigue fines de aplicación directos e inmediatos. Esta
prospección busca percibir para prever y actuar. En la actualidad la implementación de
túneles para mejorar los sistemas de bombeos es aplicados muy recurrentemente por dar
mayor durabilidad en el tiempo.
2.2. Nivel de la investigación
Con respecto a la naturaleza de la presente investigación, el nivel que se usará será
el explicativo.
Según Hernández, Fernández y Baptista (2014), el nivel explicativo está destinado
a argumentar las causas de los eventos físicos o sociales. Su principal interés es dilucidar
por qué ocurre un fenómeno y en qué condiciones se da éste, o por qué dos o más variables
están relacionadas.
El nivel de investigación es explicativo, puesto que se analizan los condiciones
que hacen variar los resultados obtenidos al emplear la variable independiente, seguido
se correlacionan ambas variables para explicar los resultados obtenidos.
2.3. Diseño de la investigación
El diseño de la investigación es no experimental, puesto que la existencia de un
control de las variables independientes no se representa en forma directa, ya que estas
variables no pueden ser manipulables.
Según Hernández (2010) se realiza sin estar manipulando considerablemente las
variables, se trata de una investigación donde no se hace variar expresamente las variables
independientes, lo que se hace en este tipo de investigación es observar fenómenos tal
como está en su ambiente natural, luego lo describiremos y analizaremos (p. 149).
52
2.4. Variables – operacionalización
2.4.1 Variables
Para aclarar el tema de variables vamos a mencionar a un autor el cual considera
que estas tienen que ver de manera directa con la hipótesis.
Según Niño R. (2011), la noción variable viene de un campo de investigación
científica la cual es denominada “positiva”, en conclusión, la se usa en las ciencias del
tipo experimental. Las variables llegan al grado de usarlas en todo el universo ya que la
mayor parte de investigadores no pueden dejar de obviarlas. Ven directamente con una o
varias hipótesis, con el problema planteado, marco teórico y la metodología a usar (p. 59).
2.4.1.1 Variable dependiente
Obviamente que esta variable dependiente en definitiva es la que necesita de la
variable independiente.
Según Valderrama (2015), en su existencia y en su desarrollo depende de la
variable independiente. Su manera de ser y su versatilidad se condicionan por otros
sucesos de la realidad (p. 157).
VI – Variable dependiente: Sistema de bombeo y drenaje.
2.4.1.2 Variable independiente
Esta variable no necesita de otra variable más por el contrario las dependientes
necesitan de esta variable.
Según Valderrama (2015), el funcionamiento existencial es indefinidamente
autónomo no necesitan o dependen de otra, sino que de ésta dependen otras variables (p.
157).
VD – Variable Independiente: túnel de integración.
53
2.4.2 Operacionalización de las variables
Según Valderrama (2015), es el proceso mediante el cual se modifican las
variables de ideas abstractas a patrones de medición. Viene a ser la que busca elementos
o componentes que conforman dichas variables, para ser mas preciso las dimensiones,
sub dimensiones y los indicadores, las cuales serán operadas sobre una definición de
concepto.
Para comprender con mayor consistencia la operacionalización de la variable,
Sabino J. (2014, p. 89). señala que es un modo el cual sufre un concepto y debido a ello
se identifica las relaciones empíricas las cuales permiten evaluar su efectivo
comportamiento. Al conocer sus rendimientos, medidas e indicadores, se podrá escoger
o fabricar una herramienta adecuada para cuantificar su fenomenología.
54
Tabla 4: Matriz de operacionalización
MATRIZ - OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES
VARIABLE DE LA
INVESTIGACION
DEFINICION
CONCEPTUAL DEFINICION OPERACIONAL DIMENSION INDICADOR INSTRUMENTO
V2: túnel de
integración
Para precisar el túnel se
caracteriza normalmente
como obra lineal, sin
embargo, se considera por
su extensión algo más
amplio como un espacio
subterráneo que incluye
desde la cueva hasta los
circuitos del subsuelo,
podrían agruparse como
urbanismo y espacios de
subsuelo, obras de tránsito,
hábitat.
Junca U (2011, p.29).
V + D + IND + INS
En la variable túnel de integración
se operacionalizó con la dimensión
de la perforación y voladura
medido por niveles de avance,
costos, control de sobre excavación
y los explosivos y accesorios, así
como también la dimensión del
soporte y revestimiento medido por
la clasificación geomecánica del
macizo rocoso, resistencia del
shotcrete y los procesos de soporte,
teniendo como instrumento la ficha
de recopilación de datos.
Perforación y
voladura
(explosivos y
accesorios)
Nivel de avances
Nivel de costos
Ficha de recopilación
de información
(datos).
Soporte y
revestimiento
Clasificación geomecánica del macizo rocoso
Resistencia del concreto proyectado
55
V1: Sistema de
bombeo y drenaje
[…] el agua resultante de la
excavación de labores
mineras es enviada por
bombeo o gravedad y
captada en una poza […] el
desarenador el cual tiende a
ser con puertas de
estructura metálica […] el
agua limpia desarenada se
almacena en pozas […] la
estación de bombas traslada
o bombea […] través de
bombas […].
Ortiz, Cabanillas y Fierro
(2010, pp. 335-342)
V + D + IND + INS
En la variable sistema de bombeo
y drenaje su operacionalización de
la primera dimensión fue con la
poza, desarenador y líneas de
conducción (canal de captación)
medidos por el diseño hidráulico
y la programación de ejecución
para la segunda dimensión,
estación de bombeo fue medido
por el diseño del tipo de bombas
(volumétricas / centrífugas) y el
rendimiento de bombeo,
considerando el instrumento de la
ficha de recopilación de datos.
Poza, desarenador y
líneas de
conducción (canal
de captación)
Diseño hidráulico
Programación de ejecución
Ficha de
recopilación de
información
(datos).
Estación de
bombeo
Selección del tipo de bombas (volumétricas / centrífugas)
Rendimientos de bombeo
Fuente: Preparación Propia
56
2.5. Población – muestra – muestreo
2.5.1. Población
Según Valderrama (2015), es el conjunto finito o infinito de elementos, personas
o cosas, que tienen a tributos o características en común, disponibles a la observación (p.
182).
Para esta investigación de implementar el túnel de integración para mejorar el
sistema de bombeo y drenaje de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018, se
considera los túneles de la zona de los cuales se debe definir los propósitos entre estas
excavaciones que pueden ser similares, pero cumplen objetivos distintos, ya sean de
extracción, transporte, exploración entre otros.
2.5.2. Muestra
Para Valderrama (2015), la muestra es un subconjunto descriptivo de un universo
o población. Es representativo porque revela las particularidades de la población cuando
se fija la técnica adecuada de muestreo de su procedencia, se diferencia de ella solo el
número de unidades incluidas y es adecuada (p.184).
Por su naturaleza de esta investigación, la muestra será tomada de las dos minas
(San Cristóbal y Carahuacra) que tienen características similares por ser infraestructuras
subterráneas en las cuales se realizaran los diversos tipos de recopilación de datos en
cuanto al problema planteado.
2.5.3. Muestreo
Según Valderrama (2015), el muestreo, es el proceso de selección de una parte
que representa la población. Un parámetro es un valor numérico que determina a la
población que es objeto del estudio (p.188).
57
Para Tamayo (1990), selección de subpoblaciones del tamaño muestral, de los
cuales se obtiene los datos que sirven de comprobación de falsedad o verdad de la
hipótesis, extrayendo inferencias acerca de la población de estudio (p.147).
Por ende, el muestreo aplicado en esta investigación será el no probabilístico,
considerando que no todas las muestras tendrán la probabilidad de ser escogidas, es decir
que la muestra no será escogida aleatoriamente.
2.6. Técnicas e instrumentos para recopilación de datos, validez y confiabilidad
2.6.1 Técnicas
Para Arias (2012), menciona que las técnicas es un medio el cual ayuda para
obtener información del proyecto a investigar, le apoya al método científico como un
complemento, el cual se aplica de manera total para recopilar o recolectar información
(p.67).
Técnicas de revisión de documentos
La técnica consiste en realizar los análisis de informes o documentos existentes de tipo
bibliográfico. Para desarrollar un plan teórico el cual debe ser de suma importancia para
ejecutar el marco hipotético para el proyecto de investigación.
Técnicas de observación directa
Esta técnica será utilizada en el proyecto para contrastar los datos con la realidad además
nos permite interactuar directamente con el trabajo ejecutado en el campo y tener mayor
idea de cómo y que está ejecutando.
2.6.2 Instrumentos de recopilación de datos
Para la presente investigación se emplea la observación como una de las tantas
técnicas para recolectar datos esto sobre el lugar de evaluación donde tentativamente se
podría implementar el túnel de integración en Junín.
58
Según Valderrama (2015), los instrumentos vienen a ser los medios materiales
que usará el investigador para almacenar y recoger información. Pueden ser formularios,
pruebas de conocimientos, escalas de actitudes, como semántico, Likert y de Guttman;
también podrían ser inventarios, listas de chequeo, cuadernos de campo, fichas de datos,
etc. Por ende, se deberán realizar la selección con coherencia en los instrumentos a usar
en la variable independiente y dependiente (p, 195).
2.6.3 Validez
Hernández, Fernández y Batista (2014) definen a la validez como el valor real en que un
instrumento evalúa la variable que intenta medir (p.200).
Para la valides del método de investigación serán previamente validado al momento de la
ejecución del Proyecto u obra por 3 expertos en la materia.
Tabla 5: Coeficientes de validez
2.6.4 Confiabilidad
Hernández, Fernández y Batista (2014) es el grado que un instrumento produce resultados
consistentes y coherentes. Para la actual investigación se trabajará con un rango de 0,72
a 0,99 lo cual nos dará una excelente confiabilidad (p.200).
59
Tabla 6: Coeficiente de confiabilidad
2.7. Métodos de análisis de datos
En el método de análisis de datos caracteriza la acumulación de información con
el instrumento de recolector que se usó para analizar la muestra.
Según Niño R. (2011), el análisis bien realizado y estructurado esta de la mano
con la interpretación, este otorga volver al problema inicial planteado y así saber el tipo
de respuesta se obtuvo al objetivo general y determinara que nivel de éxito se alcanzó, y
si fue contemplada la hipótesis se comprobará al final su validez o invalidación (p. 103).
Según Valderrama (2015), es importante que el que investiga conozca el tipo de
variable a trabajar en la obtención de datos, así como sus escalas de medición.
Reconociendo el tipo de variable, codificándola y realizando la base de los datos para las
dos variables, esta base bien elaborada acelera los análisis de la información, garantizando
su interpretación posterior. Para esto es de vital importancia elegir un programa analítico
como Spss, Minitab, Excel, etc. (p. 230).
Si es necesario validar la hipótesis, también es necesario realizar ensayos y las
respectivas pruebas en los laboratorios.
El método de análisis de los datos a usar o emplear en esta investigación será el
cuantitativo.
60
CAPITULO III:
RESULTADOS
61
3.1. Descripción de la Investigación – Proyecto
El proyecto de investigación concerniente al Túnel de Integración entre las minas
San Cristóbal y Carahuacra, se encuentra ubicado localmente entre la unidad de Yauli.
Políticamente pertenecen al distrito de Yauli de la Región Junín. Geográficamente se
encuentra en el Flanco Este, de la cordillera occidental de los Andes centrales del Perú a
110 Km. en línea recta de la ciudad de Lima, teniendo como coordenadas Geográficas:
76º 05’ de longitud Oeste, y 11º 43’ de latitud Sur.
La altitud media del distrito es de 4,700 msnm. El Proyecto es fácilmente accesible
utilizando la carretera central, de la cual se encuentra cerca de la localidad de Pachachaca,
parte un ramal que conduce al Túnel Victoria-Carahuacra, los datos son los siguientes:
Ubigeo : 120810
Latitud Sur : 10° 43'
Longitud Oeste : 75° 05'
Altitud : 4,700 msnm
Huso horario : UTC-5
62
Figura 11: Ubicación de la zona de investigación. Fuente: elaboración propia.
63
Para realizar el trabajo de investigación es importante las consideraciones del
sistema de bombeo en ambas minas (San Cristóbal y Carahuacra), ya que de eso
dependerá el dimensionamiento de la obra en este caso el Túnel de Integración (Variable
independiente), así como los diversos componentes o indicadores los cuales son
elementos de medición que estarán constantes en el proyecto, por ende, se definirá el
proyecto con los trabajos de recopilación de datos u recolección de información.
3.2. Sistema de bombeo de las Minas San Cristóbal y Carahuacra
3.2.1. Descripción del sistema de bombeo de la Mina San Cristóbal
El sistema de bombeo en Mina San Cristóbal se caracteriza por dos circuitos de
bombeo independientes por cada ala E y W, en el cual por el ala Este (E) se bombean los
flujos de agua provenientes de las Vetas 658 y Split 658, en cambio por el ala Oeste (W)
se bombean los flujos de agua provenientes de las Vetas 722 y 658; estos sistemas
independientes bombean desde los niveles inferiores (1320, 1270, 1220, 1170 y 1120)
con bombas sumergibles de 58 HP hasta la Cámara de Bombas 1070 – Nivel 1070, nivel
en el cual los flujos bombeados de los distintos circuitos convergen.
En el Nivel 1070, Cámara de Bombas 1070, se tiene 03 bombas estacionarias en
paralelo Hidrostales (modelo 125-400 @ 200 HP cada una) con códigos BOM-1004-YA,
BOM-1005-YA y BOM-1006-YA, que bombean agua hasta el Nivel 1020, siendo este el
nivel principal de bombeo, el cual está conformado por un sistema principal y un sistema
de contingencia.
El Sistema Principal de Bombeo Nivel 1020 conformado por 02 trenes de bombas,
cada tren tiene una disposición en serie de tres bombas GIW-KSB (modelo LSA @ 350
HP cada una), BOM-1001-YA, BOM-1002-YA y BOM-1003-YA (Tren Bombas I),
BOM-1007-YA, BOM-1008-YA y BOM-1009-YA (Tren Bombas II), con el fin de
desplazar el agua hacia el Nivel 820.
El Sistema de Contingencia de Bombeo Nivel 1020 conformado por 03 bombas
estacionarias en paralelo Hidrostales (modelo 125-400 @ 200 HP cada una) con códigos
BOM-0062-YA, BOM-0063-YA y BOM-0064-YA, tienen el fin de soporte para
mantenimientos preventivos y/o correctivos (ocurrencia de sucesos imprevistos o fallas
en el sistema), bombeando el agua hacia el Nivel 920.
64
En el Nivel 920, Cámara de Bombas 920, el sistema está conformado por 04
bombas estacionarias verticales en paralelo Hidrostales (modelo 14GM-5 @ 300 HP cada
una) con códigos BOM-0042-YA, BOM-0043-YA, BOM-0044-YA y BOM-0045-YA,
de las cuales 02 bombas de las cuatro mencionadas bombean de forma alterna hasta el
Nivel 820.
Un aproximado de 80% del agua bombeada desde el Nivel 1020 por los trenes de
bombas, se descarga en la cuneta principal Nv.820 siguiendo el recorrido del Túnel
Victoria, el 20% restante, descarga en la Cámara de Bombas 820 – Nv.820, 02 bombas
estacionarias en paralelo IMBIL (modelo BVL 449 THF @ 250 HP cada una), cuyos
códigos BOM-0081-YA y BOM-0073-YA (stand-by), con el fin de bombear al Nivel
630, Cámara de Bombas 630 con capacidad 100 m3.
En el Nivel 630, Cámara de Bombas 630, 02 bombas estacionarias en paralelo
KSB (modelo WKL125/5 @ 250 HP cada una) con códigos BOM-0050-YA y BOM-
0080-YA (stand-by), que bombean agua hacia la Cámara Velo de Novia – Nivel 390
(superficie), esta cámara de bombas cuenta con 02 bombas estacionarias en paralelo KSB
(modelo WKL125/5 @ 50 HP cada una) con códigos BOM-0048-YA (stand-by) y BOM-
0049-YA, este recurso hídrico es dosificado con cal y floculante para deprimir el ion
férrico con el fin de suministrar agua a labores en operación (perforación, sostenimiento,
limpieza, etc.); una vez tratado el recurso hídrico es bombeado con las bombas antes
mencionadas hacia Poza 340 – Nivel 340 para utilizar esta como agua industrial para los
Nivel 630, Nivel 580, Nivel 430 (Zona Ferramina Veta Ramal Piso 722).
3.2.2. Descripción del sistema de bombeo de la Mina Carahuacra
El sistema de bombeo de Mina Carahuacra se desarrolla en 05 niveles (Nivel 1070,
Nivel 1020, Nivel 970, Nivel 920, Nivel 870 y Nivel 820) distanciados cada 50 metros
verticales, en los cuales se ubican las estaciones de bombeo, que trabajan en serie para
evacuar el agua hasta el Nivel 820 en donde son vertidas en la cuneta y dirigidas a través
del túnel victoria hasta la planta de tratamiento en planta Victoria.
La estación del Nivel 1070 de bombeo se encuentra ubicada en el Crucero (XC)
760, se tienen instaladas dos bombas sumergibles hasta la construcción (obras civiles) de
65
la estación definitiva en las cámaras 270, 280 y 290. Las bombas sumergibles son de 58
Hp, recepcionan el agua de la profundización: Rampa (RP) 650 y sub niveles de
preparación cercanas a la estructura del yacimiento aledaño a este sector o zona y son
dirigidas al Nivel 1020.
La estación del Nivel 1020 como punto inicial de bombeo es en el nivel 1070 con
bombas sumergibles auxiliares, que conducen el agua a la estación del nivel 1020 está
compuesta por una cámara de bombeo principal y 02 cámaras de sedimentación, cuenta
con 03 bombas verticales de agua 12GH-3 (Hidrostal) de 125 HP cada una. En esta
estación se capta el agua proveniente de todo el nivel y de la profundización, además del
bombeo proveniente del fondo del pique (Nivel 1070) con una bomba Fly de 58 HP, y se
bombea hasta la estación del Nivel 970.
La estación del Nivel 970 en esta estación está formada por 01 cámara de bombeo
principal y 03 cámaras de sedimentación y cuenta con 3 bombas 12 GH-9 (Hidrostal) de
250 HP y 1 bomba 12 GH-3 (Hidrostal) de 90 HP, a la vez bombas auxiliares como una
bomba Fly de 58 HP, y otra Tsurumi de 60 HP, el incremento de bombas en este nivel se
debe básicamente a que la mayor concentración de avance y producción se da en los
niveles 920, 970, 1020 Zona mecanizada, llegando a tener mayor caudal. Parte de esta
agua es captada en este punto se deriva hasta la estación del Nivel 920 y lo restante se
bombea directamente hasta Túnel Victoria (Nivel 820)
La estación del Nivel 920, se tiene 01 cámara de bombeo principal y 01 cámara
de sedimentación; en esta estación se trabaja con 1 bomba 12 GH-3 (Hidrostal) de 100
HP y otra auxiliar Maxi de 58 HP, bombeando así el volumen acumulado de agua del
Nivel 920 y lo proveniente del Nivel 970 hasta la estación del nivel 870.
La estación del Nivel 870 cuenta con una cámara de bombeo y 03 cámaras de
sedimentación en la cual se acumula toda el agua proveniente del Nivel 920,
adicionándose el producto de las aguas del propio nivel, para este trabajo se tiene: 1
bomba 12 GH-6 (Hidrostal) de 180 HP y otra bomba auxiliar Fly de 58 HP que bombea
el agua hasta el Nivel 820 (túnel Victoria), por donde se evacua a superficie
66
La estación del Nivel 820 (Túnel Victoria) en este nivel toda el agua del sistema
de bombeo de interior mina, es canalizado y evacuado a través de este a superficie donde
se trata de manera adecuada.
Como plan de contingencia en caso de emergencia (que no trabajen las bombas) se
controla el agua de forma siguiente:
Veta ML: La rampa 387 con una capacidad de acumulación de agua de 3 días, con
capacidad de 31 518 m3 de agua.
Veta Mary: El Ac 747, Nivel 1070 con capacidad de acumulación de agua de 4
días, con capacidad de 58 342.4 m3 de agua.
Fondo Pique Central Nivel 1070 con capacidad de acumulación de agua de 1.5
días, con capacidad de 18 798 m3.
Los controles de contingencias no son más que excavaciones mineras de gran
capacidad las cuales son usados en casos extremos de emergencia, sin embargo, estos no
deben ser usados a menos que suceda algún desperfecto en el sistema eléctrico (suministro
de energía) o fallas del sistema de bombeo.
3.2.3. Inventario de bombas y estaciones de bombeo mina San Cristóbal
Para realizar un verdadero balance de caudal con la finalidad de cuantificar el
volumen de agua bombeado ya registrado en la mina San Cristóbal es necesario realizar
el mapeo actual de los caudales y las estaciones considerando detalles de ingeniería
básico, como podrían mencionarse:
Código de Bombas
Marca
Modelo
Potencia en HP
Caudal (Q) bombeado
Destino
67
Tabla 7: Relación de estaciones de bombeo y bombas.1 (Mina San Cristóbal)
Fuente: Elaboración propia
CÁMARA DE BOMBEO REFERENCIA NIVELNUMERO
BOMBAS DESCARGA Q = LTS/SEG
TOPE ‐ RP 1220‐2 RP 1220‐2 (‐) 1320 2 CAM_75 66.10
CAM_03 RP 1220‐2 (‐) 1270 3 CAM_75 90.96
CAM_75 RP 1220‐2 (‐) 1270 4 CAM_703_10/ CAM_703_09 137.24
CAM_703_10 RP 1220‐2 (‐) 1220 3 CAM_12 94.02
CAM_703_09 RP 1220‐2 (‐) 1220 3 CAM_05 101.44
CAM_05 RP 1220‐1 (‐) 1220 1 CAM_12 31.74
CAM_12 RP 042 (‐) 1170 5 CAM_07 (NOHELIA 2) 153.93
CAM_07 (NOHELIA 2) RP 042 (‐) 1170 3 CAM_09 (NOHELIA 3) 98.74
CAM_09 (NOHELIA 3) RP 042 (‐) 1170 2 CAM_01 (TILSA) 61.79
CAM_01 (TILSA) RP 042 (‐) 1120 5 CUNETA 1070 ‐ BP 1070 E 122.20
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 122.20
CÁMARA DE BOMBEO REFERENCIA NIVELNUMERO
BOMBAS DESCARGA Q = LTS/SEG
TOPE ‐ RP 616 RP 616 (‐) 1320 2 CAM_16 60.16
CAM_27 RP 616 (‐) 1270 3 CAM_16 92.40
CAM_16 RP 616 (‐) 1270 4 CAM_12 130.58
CAM_12 RP 616 (‐) 1220 4 CAM_09 120.24
CAM_09 RP 616 (‐) 1170 5 CAM_03 157.26
CAM_05 RP 1220‐1 (‐) 1220 4 CAM_14 125.79
CAM_14 CX 042_1 1170 4 CAM_053 122.41
CAM_053 RP 672 (‐) 1170 3 CAM_03 98.89
CAM_03 BP 1120 1120 7 CUNETA 1070 ‐ BP 1070 E 131.58
CAM_04 RP 618 (‐) 1170 2 CUNETA 1070 ‐ BP 616 71.23
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 202.82
SISTEMA DE BOMBEO AUXILIAR DEL NV_1320 (PROFUNDIZACIÓN ZONA W) AL NV_1070
SISTEMA DE BOMBEO AUXILIAR DEL NV_1320 (PROFUNDIZACIÓN ZONA E) AL NV_1070
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0073‐YA IMBIL BVL 449 THF 250 36.6
BOM‐0081‐YA IMBIL BVL 449 THF 250 35.4
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 72
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0050‐YA KSB WKL 125/5 250 33.54
BOM‐0080‐YA KSB WKL 125/5 250 33.15
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 66.69
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0048‐YA KSB WKL 125/5 50 20.13
BOM‐0049‐YA KSB WKL 125/5 50 26.65
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 46.78
CAMARA DE BOMBAS 630
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_630 AL NV_390
CAMARA DE BOMBAS 390
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_390 AL NV_340
POZA INDUSTRIAL 340
El 80% del liquido bombeado al Nv. 820 es derivado por la cuneta del Tunel Victoria, mientras que el 20% restante es bombeado hacia
superficie para re‐utilización de agua industrial a Zona Alta
previo tratamiento químico.
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_820 AL NV_630
68
Tabla 8: Relación de estaciones de bombeo y bombas.2 (Mina San Cristóbal)
Fuente: Elaboración propia
3.2.4. Inventario de bombas y estaciones de bombeo mina Carahuacra
Para el caso de la mina Carahuacra por ser una mina más pequeña y cuenta con
05 niveles más definidos en el bombeo y a su vez dentro de su sistema y drenaje se ubica
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐1004‐YA HIDROSTAL 125‐400 200 91
BOM‐1005‐YA HIDROSTAL 125‐400 200
BOM‐1006‐YA HIDROSTAL 125‐400 200
GB‐58G023 GRINDEX MAXI 58 23.39
GB‐58A125 ABS J405 58 22.41
GB‐58A086 ABS J405 58 22.81
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 338.60
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐1001‐YA GIW LSA 300
BOM‐1002‐YA GIW LSA 300
BOM‐1003‐YA GIW LSA 300
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 160
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐1007‐YA GIW LSA 350
BOM‐1008‐YA GIW LSA 350
BOM‐1009‐YA GIW LSA 350
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 170
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0062‐YA HIDROSTAL 125‐400 200 33.73
BOM‐0063‐YA HIDROSTAL 125‐400 200 32.15
BOM‐0064‐YA HIDROSTAL 125‐400 200 30.23
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 96.11
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0042‐YA HIDROSTAL 14GM ‐ 5 300 34.73
BOM‐0043‐YA HIDROSTAL 14GM ‐ 5 300 35.15
BOM‐0044‐YA HIDROSTAL 14GM ‐ 5 300 34.23
BOM‐0045‐YA HIDROSTAL 14GM ‐ 5 300 35.30
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 139.41
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1020 AL NV_920 ‐ CONTINGENCIA
CUNETA 920 ‐ BP 920
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_920 AL NV_820
CUNETA 820 ‐ CX 810
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1020 AL NV_820 (TREN I)
CUNETA 820 ‐ CX 810 160
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1020 AL NV_820 (TREN II)
CUNETA 820 ‐ CX 810 170
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1070 AL NV_1020
CUNETA1020 ‐ BP 1020
179
69
el Túnel Victoria el cual ya colapsó por no contar con un diseño apropiado, y a su vez
comparte el sistema de extracción el cual le quita la capacidad para la autonomía del
bombeo, la recopilación de datos tiene el mismo criterio que de San Cristóbal.
Tabla 9: Relación de estaciones de bombeo y bombas (Mina Carahuacra)
Fuente: Elaboración propia
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
25
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 25
CAUDAL TOTAL GRAL. 202.73
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0015‐YA HIDROSTAL 12GH‐16 180 Cuneta Nivel 820 15
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 15.00
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0016‐YA HIDROSTAL 12GH‐3 180 Estación Nivel 870 10
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 10
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0017‐YA HIDROSTAL 12GH‐9 250
BOM‐0018‐YA HIDROSTAL 12GH‐9 250
BOM‐0019‐YA HIDROSTAL 12GH‐9 250
BOM‐0026‐YA HIDROSTAL 12GH‐3 90
GRINDEX 2201 58 18.6
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 196.33
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐0036‐YA HIDROSTAL 12GH‐3 125
BOM‐0037‐YA HIDROSTAL 12GH‐3 125
BOM‐0038‐YA HIDROSTAL 12GH‐3 125
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 142.73
CODIGO MARCA MODELO POTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
GRINDEX MATADOR 58 18.2
GRINDEX MATADOR 58 18.6
GRINDEX MATADOR 58 18.5
EBARA GB‐35ED12 35 19.43
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 74.73
Estación Nivel 920
NV_820 (CUNETA TUNEL VICTORIA)
* Llega el agua desde el nivel inferior por etapas + el mismo drenaje del Nivel
142.73
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1020
CUNETA 920 ‐ BP 920
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1070
Estación de Bombeo Nv.
1020
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_920
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_970
Cuneta Nivel 820 177.73
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_870
70
Tabla 10: Balance de caudales Mina San Cristóbal – Mina Carahuacra
Fuente: Elaboración propia
Considerando los balances de caudales de las minas San Cristóbal con 330 l/s de
estos caudales, es necesario mencionar lo más importante, el 80% del líquido bombeado
al Nivel 820 es derivado por la cuneta del Túnel Victoria, mientras que el 20% restante
es bombeado hacia superficie para reutilización de agua industrial a Zona Alta previo
tratamiento químico y Carahuacra con 203 l/s, se deduce que en mayor parte se debe
tomar como muestra la Mina San Cristóbal por ser la más representativa y la más
CÁMARA DE BOMBEO REFERENCIA NIVELNUMERO
BOMBASPOTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG
TOPE ‐ RP 1220‐2 RP 1220‐2 (‐) 1320 2 58 CAM_75 66.10
CAM_03 RP 1220‐2 (‐) 1270 3 58 CAM_75 90.96
CAM_75 RP 1220‐2 (‐) 1270 4 58 CAM_703_10/ CAM_703_09 137.24
CAM_703_10 RP 1220‐2 (‐) 1220 3 150 CAM_12 94.02
CAM_703_09 RP 1220‐2 (‐) 1220 3 58 CAM_05 101.44
CAM_05 RP 1220‐1 (‐) 1220 1 58 CAM_12 31.74
CAM_12 RP 042 (‐) 1170 5 58 CAM_07 (NOHELIA 2) 153.93
CAM_07 (NOHELIA 2) RP 042 (‐) 1170 3 58 CAM_09 (NOHELIA 3) 98.74
CAM_09 (NOHELIA 3) RP 042 (‐) 1170 2 58 CAM_01 (TILSA) 61.79
CAM_01 (TILSA) RP 042 (‐) 1120 5 58 CUNETA 1070 ‐ BP 1070 E 122.20 Q Evacuado (lts/ seg)
122.20
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 122.20
CÁMARA DE BOMBEO REFERENCIA NIVELNUMERO
BOMBASPOTENCIA DESCARGA Q = LTS/SEG CAUDAL EN NV. 1070
TOPE ‐ RP 616 RP 616 (‐) 1320 2 58 CAM_16 60.16 Q TOTAL (lts/ seg)
CAM_27 RP 616 (‐) 1270 3 58 CAM_16 92.40 325.02CAM_16 RP 616 (‐) 1270 4 58 CAM_12 130.58
CAM_12 RP 616 (‐) 1220 4 58 CAM_09 120.24
CAM_09 RP 616 (‐) 1170 5 58 CAM_03 157.26
CAM_05 RP 1220‐1 (‐) 1220 4 58 CAM_14 125.79
CAM_14 CX 042_1 1170 4 58 CAM_053 122.41
CAM_053 RP 672 (‐) 1170 3 58 CAM_03 98.89
CAM_03 BP 1120 1120 7 58 CUNETA 1070 ‐ BP 1070 E 131.58 Q Evacuado (lts/ seg)
CAM_04 RP 618 (‐) 1170 2 150 CUNETA 1070 ‐ BP 616 71.23 202.82
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 202.82
CODIGO MARCA MODELO POTENCIAHORAS
TRABAJADAS DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐1004‐YA HIDROSTAL 125‐400 200 23 91
BOM‐1005‐YA HIDROSTAL 125‐400 200 23
BOM‐1006‐YA HIDROSTAL 125‐400 200 23 Q Evacuado (lts/ seg)
GB‐58G023 GRINDEX MAXI 58 23 23.39 338.60
GB‐58A125 ABS J405 58 23 22.41
GB‐58A086 ABS J405 58 23 22.81
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 338.60
CODIGO MARCA MODELO POTENCIAHORAS
TRABAJADAS DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐1001‐YA GIW LSA 300 23
BOM‐1002‐YA GIW LSA 300 23 Q Evacuado (lts/ seg)
BOM‐1003‐YA GIW LSA 300 23 160
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 160
CAUDAL EN NV. 820 CAUDAL ‐80%Q TOTAL (lts/ seg) Q TOTAL (lts/ seg)
330.00 66.00
CODIGO MARCA MODELO POTENCIAHORAS
TRABAJADAS DESCARGA Q = LTS/SEG
BOM‐1007‐YA GIW LSA 350 23 Q Evacuado (lts/ seg)
BOM‐1008‐YA GIW LSA 350 23 170
BOM‐1009‐YA GIW LSA 350 23
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 170
CAUDAL TOTAL CAUDAL 2 MINAS
Q TOTAL (lts/ seg) Q TOTAL (lts/ seg)
CODIGO MARCA MODELO POTENCIAHORAS
TRABAJADAS DESCARGA Q = LTS/SEG 202.73 268.73
25
CAUDAL TOTAL (LTS/SEG) 25
CAUDAL TOTAL GRAL. 202.73
BALANCE DE CAUDAL ‐ MINA CARAHUACRA
NV_820 (CUNETA TUNEL VICTORIA)
* Llega el agua desde el nivel inferior por etapas + el mismo drenaje del Nivel
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1020 AL NV_820 (TREN I)
CUNETA 820 ‐ CX 810 160
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1020 AL NV_820 (TREN II)
CUNETA 820 ‐ CX 810 170
BALANCE DE CAUDAL ‐ MINA SAN CRISTÓBAL
SISTEMA DE BOMBEO AUXILIAR DEL NV_1320 (PROFUNDIZACIÓN ZONA W) AL NV_1070
SISTEMA DE BOMBEO AUXILIAR DEL NV_1320 (PROFUNDIZACIÓN ZONA E) AL NV_1070
SISTEMA DE BOMBEO DEL NV_1070 AL NV_1020
CUNETA1020 ‐ BP 1020179
71
compleja para fines de estudio, contemplando aspectos de mayor relevancia como:
Complejidad en el bombeo, mayor número de bombas, diversas estaciones de bombeo (forma y
tipo), recirculación y aprovechamiento de aguas, niveles de bombeo, etc.
Figura 12: Ubicación de la estación de bombeo Nivel 820. Fuente: Mina San Cristóbal.
Figura 13: Ubicación de descarga hacia el Túnel Victoria Nivel 820. Fuente: Mina San Cristóbal.
72
3.2.5. Recopilación de información – aforos de agua
Para iniciar el trabajo de investigación se realizará la toma de muestras en la mina
San Cristóbal como ya se mencionó por contar con mayor y diversidad de datos en campo,
seguidamente también es conocido que el bombeo se realiza en etapas la cuales son del
nivel inferior al inmediato superior considerando en cada estación un determinado caudal,
contemplando en cada nivel el drenaje del nivel donde se ubica la estación más el agua
bombeada del nivel inferior. Para este proyecto de investigación usaremos el método
directo volumétrico para realizar los aforos de agua subterránea en cada nivel ya sea
bombeada o natural que sale de la napa freática.
Según Briones S. (Aforo del Agua en canales y tuberías, 2008), este método
directo conocido como volumétrico permitirá la medición de caudales considerando para
esta medición depósitos para colectar agua, anotando el tiempo a medida que el depósito
se demora en llenar, la operación se repite 2 a 3 repeticiones para luego promediarlas,
para asegurar la exactitud en el aforo.
Figura 14: Cálculo del caudal – aforo método volumétrico. Fuente: Aforo del agua en canales y
tuberías. 2008.
Figura 15: Recopilación de información, aforo de caudales. Fuente: Mina San Cristóbal.
73
3.2.6. Diseño del sistema de bombeo (diseño hidráulico)
Bien es sabido que un sistema de bombeo en una mina es complicado, ahora si es
complicado en una mina con 02 a su vez este problema se agudiza, ya que como se
entiende los caudales y los desperfectos coyunturales en las estaciones de bombeo se
presentan con más frecuencia, esto debido a circunstancias de la naturaleza y propios
como la operación de la mina (ojos de agua no identificados, impactos de perforación
diamantina, apagones, etc.)
Figura 16: Esquema de sistema de bombeo Mina San Cristóbal. Fuente: Elaboración propia.
Figura 17: Esquema de sistema de bombeo Mina San Cristóbal. Fuente: Elaboración propia.
Para contemplar el diseño hidráulico en el nuevo proyecto de investigación se han
contemplado los diversos componentes de acuerdo a los aforos realizados en las minas
San Cristóbal es decir los datos del bombeo más relevantes.
74
Cámara de sedimentos
El dimensionamiento de las cámaras de sedimentación está contemplado en todo
el sistema ya que estos necesitan tener autonomía para el caudal ya identificado en los
aforos, donde existirán 02 cámaras. Se propone como en toda operación 02 cámaras o
pozos por la razón de requerir limpieza de sedimentos o fragmentos de partículas en forma
alternativa, el agua que se almacena se prevé que llevará partículas de dramix (partículas
de refuerzo en el shotcrete o concreto lanzado), lodos, así como materiales extraños.
La recepción de agua para estas cámaras o pozos son a través de cunetas
procedentes de los avances y del mismo bombeo de niveles inferiores hacia los superiores,
asimismo soportado en el caudal de recepción se hace simulaciones de la cuneta en el
software HCANALES que es muy conocido y usado por los ingenieros civiles.
HCANALES es un software que facilita el diseño de canales, el programa fue
desarrollado por el Ing. Peruano Máximo Villon Béjar. Este programa permite resolver
los problemas más frecuentes que se presentan en el diseño de canales y estructuras
hidráulicas, los cuales son calcular: El tirante normal, tirante crítico, resalto hidráulico y
la curva de remanso.
Permite calcular el caudal que transporta un canal construido para las secciones
transversales artificiales de uso común, como sección triangular, sección rectangular,
sección trapezoidal, sección parabólica y sección circular. HCANALES, es Importante
porque:
• Proporciona una herramienta fácil de utilizar para el ingeniero civil y otros
especialistas que trabajen en el campo del diseño de canales y estructuras
hidráulicas.
• Permite simplificar los cálculos laboriosos.
• Permite simular el diseño de canales, variando cualquier parámetro
hidráulico.
• Reduce enormemente el tiempo de cálculo.
75
Figura 18: Simulación de canales para la recepción de canal o cuneta. Fuente: Elaboración propia.
Pozo de succión o cámara de almacenaje de agua
Básicamente es la que da recepción al agua limpia a ser bombeada considerada
como de paso, está siempre al lado de los sedimentadores por encima del eje principal de
las bombas escogidas.
Tuberías de impulsión positiva
Para estas tunerías con normalidad se han considerado las mismas que están dentro
del sistema actual de bombeo ya que son las más apropiadas para la evacuación de agua
con sus respectivos accesorios, el diámetro de la entrada en las bombas es de 10” pulgadas
y tienen una reducción excéntrica de 14” a 10” pulgadas.
76
Tabla 11: Diámetro de tubería según el caudal.
Fuente: Elaboración propia
Caudal de evacuación
La evacuación de agua considera un caudal resumido en el balance de aforos en
la Tabla N° 8 considerando la derivación de agua y la recirculación para uso industrial de
la mina San Cristóbal el cual queda con 269 l/s para el bombeo constante y de esta forma
asegura el funcionamiento de la operación de la mina.
Figura 19: Diseño preliminar de estación de bombeo. Fuente: Elaboración propia.
77
3.2.7. Selección de Bombas (diseño hidráulico)
Para la selección de bombas se ha considerado el diseño funcional del proyecto
del Túnel de Integración, el cual tiene un trazo de manera más rectilínea por tratarse un
proyecto de solución y tomando las consideraciones del diseño hidráulico, sin embargo,
este necesita de etapas de bombeo para asegurar el aprovechamiento de niveles tal como
se realiza en el sistema actual.
3.2.7.1 Estación N° 5
En esta estación se recolecta las aguas que se infiltran alrededor de esta zona las
que serán impulsadas a la estación 4. Para el cálculo de la altura dinámica de los equipos
de bombeo se ha considerado que la unidad debe de impulsar el agua desde la cota
3758.805 m y deberá vencer la diferencia de nivel hasta la siguiente estación (4) en cota
3858.371 m lo que da una diferencia de nivel de 99.607 metros.
Para el cálculo de la perdida de carga se ha considerado que la red de agua sale
desde la bomba con una tubería de diámetro de 10” para estas condiciones la gradiente
hidráulica en el diseño de la tubería se ha considerado 0.653%, la longitud de la tubería
de 10” es de 892.32m cada línea lo que genera una pérdida de carga de 892.32m x 0.653%
= 5.831 m. La presión de salida a la siguiente cámara será 2 m por lo que la altura
dinámica de la bomba será: 99.566+5.831+2.0 = 107.397 m, en el proyecto se ha
considerado una altura 110m.
Electrobombas
El agua es impulsada a dos líneas de 10” mediante electrobombas, el proyecto
comprende la instalación de 3 electrobombas en la estación 5 para el máximo caudal, el
funcionamiento de las bombas será de forma alternada con la finalidad que las 3 bombas
estén en funcionamiento constante y tengan un mismo desgaste. Las 3 bombas a instalar
deberán tener las siguientes características hidráulicas:
Cantidad : 03 unidades
Caudal de total de Bombas : 120 lts/seg
Caudal de cada Bomba : 40 lts/seg
A.D.T. (Altura dinámica total) : 110 m
78
Cámara de bombeo
El caudal que se genera por la infiltración y que llegará a la cámara será de 60.0
lts/seg a eliminar, el caudal de bombeo será 200% del caudal de llegada a la cámara por
lo que el caudal total de bombeo será de 120 lts/seg, considerando un tiempo de arranque
consecutivo de 5 min, con estos datos se calcula el volumen del pozo sumidero
V=TminxQb/4 dando un volumen de 9 m3, además se ha considerado que las 3 bombas
puedan funcionar simultáneamente en caso de alguna inundación así entre las 3 tendrán
una capacidad de bombeo de 120 lts/seg.
3.2.7.2 Estación N° 4
A esta estación llega el agua bombea desde la estación 5, además llega el caudal
de infiltración generada en todo este tramo por lo que el caudal que se bombea desde este
punto será 240 lt/seg, hasta la estación intermedia 3. Para el cálculo de la altura dinámica
de los equipos de bombeo se ha considerado que la unidad debe de impulsar el agua desde
la cota 3856.771 m y deberá vencer la diferencia de nivel hasta la otra estación (estación
intermedia 3) en cota 3919.443 m. lo que da una diferencia de nivel de 62.672 m.
Para el cálculo de la perdida de carga se ha considerado que la red de agua sale
desde la bomba con una tubería de diámetro de 12” para estas condiciones la gradiente
hidráulica en el diseño de la tubería se ha considerado 0.971%, la longitud de la tubería
de 12” es de 546.39m cada línea lo que genera una pérdida de carga de 546.39m x 0.971%
= 5.303 m. La presión de salida a la siguiente cámara será 2 m por lo que la altura
dinámica de la bomba será: 62.672+5.303+2.0 = 69.975m, en el proyecto sea considerado
una altura 80m
Electrobombas
El agua es impulsada a dos líneas de 12” mediante electrobombas, el proyecto
comprende la instalación de 6 electrobombas en la estación 4, las 6 en funcionamiento
para el máximo caudal, el funcionamiento de las bombas será de forma alternada con la
finalidad que las 6 bombas estén en funcionamiento constante y tengan un mismo
desgaste. Las 6 bombas a instalar deberán tener las siguientes características hidráulicas:
Cantidad : 07 unidades
Caudal de total de Bombas : 240 lts/seg
79
Caudal de cada Bomba : 40 lts/seg
A.D.T. (Altura dinámica total) : 80 m
Cámara de bombeo
El caudal que se genera por la infiltración y que llegará a cada cámara será de 60.0
lts/seg más el caudal que llega de la estación 5, el caudal de bombeo será 1.35% del caudal
de llegada a la cámara por lo que el caudal total de bombeo será de 240 lts/seg,
considerando un tiempo de arranque consecutivo de 5 min, con estos datos se calcula el
volumen del pozo sumidero V=TminxQb/4 dando un volumen de 18 m3, además se ha
considerado que las 6 bombas puedan funcionar simultáneamente en caso de alguna
inundación así entre las 6 tendrán una capacidad de bombeo de 240 lts/seg.
3.2.7.3 Estación N° 3 (Intermedia)
Esta estación es sola de paso por lo que aquí llegará el caudal de la estación 4 para
ser rebombeada a la estación 3, desde donde será evacuada por el colector de la Mina para
su disposición final. Para el cálculo de la altura dinámica de los equipos de bombeo se ha
considerado que la unidad debe de impulsar el agua desde la cota 3917.843 m y deberá
vencer la diferencia de nivel hasta la siguiente estación (3) en cota 4011.370 m lo que da
una diferencia de nivel de 93.527 metros.
Para el cálculo de la perdida de carga se ha considerado que la red de agua sale
desde la bomba con una tubería de diámetro de 12” para estas condiciones la gradiente
hidráulica en el diseño de la tubería se ha considerado 0.971%, la longitud de la tubería
de 12” es de 812.51 cada línea lo que genera una pérdida de carga de 812.51m x 0.971%
= 7.886 m. La presión de salida a la siguiente cámara será 2 m por lo que la altura
dinámica de la bomba será: 93.527+7.886+2.0 = 103m, en el proyecto sea considerado
una altura 110m.
Electrobombas
El agua es impulsada a dos líneas de 12” mediante electrobombas, el proyecto
comprende la instalación de 6 electrobombas en la estación intermedia 3, el
funcionamiento de las bombas será de forma alternada con la finalidad que las 6 bombas
estén en funcionamiento constante y tengan un mismo desgaste, podrán funcionar en
80
forma simultánea en caso de ser necesario. Las bombas a instalar deberán tener las
siguientes características hidráulicas:
Cantidad : 06 unidades
Caudal de total de Bombas : 240 lts/seg
Caudal de cada Bomba : 40 lts/seg
A.D.T. (Altura dinámica total) : 110 m
Cámara de bombeo
El caudal que llegara a cada cámara será 240lts /seg a eliminar, el caudal de
bombeo será 1.0% del caudal de llegada a la cámara por lo que el caudal total de bombeo
será de 240 lts/seg, considerando un tiempo de arranque consecutivo de 5 min, con estos
datos se calcula el volumen del pozo sumidero V=TminxQb/4 dando un volumen de 18
m3, además se ha considerado que las 6 bombas puedan funcionar simultáneamente en
caso de alguna inundación con una capacidad de bombeo de 240 lts/seg.
3.2.7.4 Estación N° 3
De esta estación se reinicia un nuevo sistema de bombeo, bombeando a la estación
intermedia 2. Para el cálculo de la altura dinámica de los equipos de bombeo se ha
considerado que la unidad debe de impulsar el agua desde la cota 4009.77 m y deberá
vencer la diferencia de nivel hasta la siguiente estación (intermedio 2) en cota 4073.510
m lo que da una diferencia de nivel de 63.74 metros.
Para el cálculo de la perdida de carga se ha considerado que la red de agua sale
desde la bomba con una tubería de diámetro de 10” para estas condiciones la gradiente
hidráulica en el diseño de la tubería se ha considerado 0.653%, la longitud de la tubería
de 10” es de 942.05 cada línea lo que genera una pérdida de carga de 942.05m x 0.653%
= 6.155 m. La presión de salida a la siguiente cámara será 2 m por lo que la altura
dinámica de la bomba será: 63.74+6.155+2.0 = 71m, en el proyecto sea considerado una
altura 80m
81
Electrobombas
El agua es impulsada a dos líneas de 10” mediante electrobombas, el proyecto
comprende la instalación de 4 electrobombas en la estación 5, 3 en funcionamiento para
el máximo caudal y una de reserva, el funcionamiento de las bombas será de forma
alternada con la finalidad que las 3 bombas estén en funcionamiento constante y tengan
un mismo desgaste. Las 3 bombas a instalar deberán tener las siguientes características
hidráulicas:
Cantidad : 03 unidades
Caudal de total de Bombas : 120 lts/seg
Caudal de cada Bomba : 40 lts/seg
A.D.T. (Altura dinámica total) : 80 m
Cámara de bombeo
El caudal que se genera por la infiltración y que llegará a cada cámara será de 60.0
lts/seg a eliminar, el caudal de bombeo será 200% del caudal de llegada a la cámara por
lo que el caudal total de bombeo será de 120 lts/seg, considerando un tiempo de arranque
consecutivo de 5 min, con estos datos se calcula el volumen del pozo sumidero
V=TminxQb/4 dando un volumen de 9 m3, además se ha considerado que las 3 bombas
puedan funcionar simultáneamente en caso en caso de ser requerido.
3.2.7.5 Estación N° 2
A esta estación llega el agua bombea desde la estación 3, además llega el caudal
de infiltración generada en todo este tramo por lo que el caudal que se bombea desde este
punto será 160 lt/seg, hasta la estación 2. Para el cálculo de la altura dinámica de los
equipos de bombeo se ha considerado que la unidad debe de impulsar el agua desde la
cota 4071.91 m y deberá vencer la diferencia de nivel hasta la siguiente estación (2) en
cota 4134.582 m lo que da una diferencia de nivel de 62.672 m.
Para el cálculo de la perdida de carga se ha considerado que la red de agua sale
desde la bomba con una tubería de diámetro de 12” para estas condiciones la gradiente
hidráulica en el diseño de las tuberías se ha considerado 0.458%, la longitud de la tubería
82
de 12” es de 546.42m cada línea lo que genera una pérdida de carga de 546.42m x 0.458%
= 2.503 m. La presión de salida a la siguiente cámara será 2 m por lo que la altura
dinámica de la bomba será: 62.672 +2.503+2.0 = 67.175m, en el proyecto sea considerado
una altura 80m.
Electrobombas
El agua es impulsada a dos líneas de 12” mediante electrobombas, el proyecto
comprende la instalación de 4 electrobombas en la estación, el funcionamiento de las
bombas será de forma alternada, con la finalidad que estén en funcionamiento constante
y tengan un mismo desgaste. Las bombas a instalar deberán tener las siguientes
características hidráulicas:
Cantidad : 04 unidades
Caudal de total de Bombas : 160 lts/seg
Caudal de cada Bomba : 40 lts/seg
A.D.T. (Altura dinámica total) : 80 m
Cámara de bombeo
El caudal que se genera por la infiltración y que llegara a cada cámara será de 20.0
lts/seg más el caudal que llega de la estación 3 a minar, el caudal de 160 lts/seg,
considerando un tiempo de arranque consecutivo de 5 min, con estos datos se calcula el
volumen del pozo sumidero V=TminxQb/4 dando un volumen de 12 m3, además se ha
considerado que las 4 bombas puedan funcionar en simultáneo en caso de ser requerido.
3.2.7.6 Estación N° 2 (intermedio)
A esta estación llega el agua bombea desde la estación intermedia 2, además llega
el caudal de infiltración generada en todo este tramo por lo que el caudal que se bombea
desde este punto será 240 lt/seg hasta la estación 1. Para el cálculo de la altura dinámica
de los equipos de bombeo se ha considerado que la unidad debe de impulsar el agua desde
la cota 4132.982 m y deberá vencer la diferencia de nivel hasta la siguiente estación
(estación 1) en cota 4204.375 m lo que da una diferencia de nivel de 71.393 m.
83
Para el cálculo de la perdida de carga se ha considerado que la red de agua sale
desde la bomba con una tubería de diámetro de 12” para estas condiciones la gradiente
hidráulica en el diseño de las tuberías se ha considerado 0.971%, la longitud de la tubería
de 12” es de 628.67m cada línea lo que genera una pérdida de carga de 628.67 x 0.971%
= 6.101 m. La presión de salida a la siguiente cámara será 2 m por lo que la altura
dinámica de la bomba será: 71.393+6.101+2.0 = 79.493m, en el proyecto sea considerado
una altura 80m.
Electrobombas
El agua es impulsada a dos líneas de 12” mediante electrobombas, el proyecto
comprende la instalación de 7 electrobombas en la estación 2, 6 en funcionamiento para
el máximo caudal y una de reserva, el funcionamiento de las bombas será de forma
alternada con la finalidad que las 6 bombas estén en funcionamiento constante y tengan
un mismo desgaste. Las bombas a instalar deberán tener las siguientes características
hidráulicas:
Cantidad : 06 unidades
Caudal total de bombas : 240 lts/seg
Caudal de cada Bomba : 40 lts/seg
A.D.T. (Altura dinámica total) : 80 m
Cámara de bombeo
El caudal que se genera por la infiltración y que llegara a cada cámara será de
60.0 lts/seg más el caudal que llega de la estación 5 a minar, el caudal de bombeo será
1.35% del caudal de llegada a la cámara por lo que el caudal total de bombeo será de 240
lts/seg, considerando un tiempo de arranque consecutivo de 5 min, con estos datos se
calcula el volumen del pozo sumidero V=TminxQb/4 dando un volumen de 18 m3,
además se ha considerado que las 6 bombas puedan funcionar simultáneamente en caso
de ser requerido.
3.2.7.7 Estación N° 1 (intermedio)
En este punto se inicia un bombeo hasta la estación 1. Para el cálculo de la altura
dinámica de los equipos de bombeo se ha considerado que la unidad debe de impulsar el
84
agua desde la cota 4163.518 m y deberá vencer la diferencia de nivel hasta la siguiente
estación (1) en cota 4204.375 m lo que da una diferencia de nivel de 39.257 m. Para el
cálculo de la perdida de carga se ha considerado que la red de agua sale desde la bomba
con una tubería de diámetro de 10” para estas condiciones la gradiente hidráulica en el
diseño de la tubería se ha considerado 0.458%, la longitud de la tubería de 12” es de
355.46 m la línea de impulsión lo que genera una pérdida de carga de 355.46m x 0.458%
= 1.628 m. La presión de salida a la siguiente cámara será 2 m por lo que la altura
dinámica de la bomba será: 39.257+1.628+2.0 = 42.885 m, en el proyecto sea considerado
una altura 50m.
Electrobombas
El agua es impulsada a dos líneas de 12” mediante electrobombas, el proyecto
comprende la instalación de 2 electrobombas en la estación intermedia 1, el
funcionamiento de las bombas será de forma alternada con la finalidad que las 2 bombas
estén en funcionamiento constante y tengan un mismo desgaste, pudiendo funcionar en
simultáneo según requerimiento. Las bombas a instalar deberán tener las siguientes
características hidráulicas:
Cantidad : 02 unidades
Caudal total de Bombas : 80 lts/seg
Caudal de cada Bomba : 40 lts/seg
A.D.T. (Altura dinámica total) : 50 m
Cámara de bombeo
El caudal que se genera por la infiltración y que llegara a cada cámara será de 40.0
lts/seg a eliminar, el caudal de bombeo será 200% del caudal de llegada a la cámara por
lo que el caudal total de bombeo será de 80 lts/seg, considerando un tiempo de arranque
consecutivo de 5 min, con estos datos se calcula el volumen del pozo sumidero
V=TminxQb/4 dando un volumen de 6 m3, además se ha considerado que las 2 bombas
puedan funcionar simultáneamente en caso de ser requerido.
85
Figura 20: Diseño tentativo de estaciones de bombeo. Fuente: Elaboración propia.
3.2.8. Resultados de la investigación (diseño hidráulico)
De acuerdo al proyecto de investigación planteado y con la variedad de bombas
entre las que se podría elegir se debe seleccionar una bomba que operacionalice mejor el
rendimiento bajo condiciones muy duras y de alta resistencia ya que estamos hablando de
mejorar un sistema de bombeo que ya cuenta con problemas varios de la operación de
dos minas, asimismo el objetivo de selección pasan por las características de su
funcionamiento estas deben estar cercanas al punto de su máximo rendimiento, de este
modo se optimiza el rendimiento de cualquier bomba y minimiza el consumo de energía,
por ende el ahorro es significativo en los costos.
Para nuestro proyecto de investigación el ADT en las etapas de bombeo no supera
los 1os 110m los cuales hacen realizar pruebas con bombas existentes en las unidades
mineras de San Cristóbal y Carahuacra, considerando estos parámetros.
Tabla 12: Alturas dinámicas totales (ADT) del Túnel de Integración.
Estación N° 5 ADT: 110m
Estación N° 4 ADT: 80m
Estación N° 3 (Intermedio) ADT: 110m
Estación N° 3 ADT: 80m
Estación N° 2 ADT: 80m
Estación N° 2 (Intermedio) ADT: 80m
Estación N° 1 ADT: 50m
Fuente: Elaboración propia
86
El protocolo de pruebas de las electrobombas a considerar para este proyecto es
de dos tipos, siendo:
Bomba Marca EBARA Modelo 150 DWPM 635
H Nominal 50m / Q Nominal 15 lts/s
Bomba Marca HIDROPUMP Modelo Reventon
H Nominal 160m / Q Nominal 40 lts/s
Tabla 13: Resultados iniciales de la implementación del Túnel de Integración.
ANTES DESPUÉS
Mina
Carahuacra
Mina San
Cristóbal
Mina
Carahuacra
Mina San
Cristóbal
Túnel de
Integración
Q = 203 lt/s
Q = 330 lt/s (-
80%) 66 lt/s
Q = 330 lt/s (-
80%) 66 lt/s
Q = 268 lt/s
Fuente: Elaboración propia
3.3. Construcción del Túnel de Integración
3.3.1 Frentes de trabajo Conforme se ha planteado el sistema de bombeo por etapas la cual da mayor
autonomía en cuanto refiere a la capacidad de bombeo en el drenaje la construcción de
este proyecto se podría dar en efecto por etapas o fases las cuales serían beneficioso para
la idealización del proyecto. Para la ejecución de la excavación y el sostenimiento del
túnel se organizarán dos frentes de trabajo que podrían operar simultáneamente. Vale
decir que este proyecto tiene parte de avance en cualquier mina ya sea en San Cristóbal o
Carahuacra.
a.- Frente N°1 (P0 – P1 y P1 – P2)
En este punto se ejecutará la excavación del túnel y la fortificación del Túnel, con
acceso al punto P0 (Bocamina o ingreso de entrada principal), manteniendo la
dirección ligeramente paralela de la excavación actual, Túnel del Nivel 820 o
Victoria hasta la progresiva 2+393 (P1), para continuar la excavación en rampa
87
con -12% de gradiente hasta contactar en el punto (P2), con el tramo del túnel que
inicia en el frente – 2.
Sobre los trabajos de tunelería para el punto o frente N° 1 esta promediado hasta
la progresiva 3+000 metros (2,393 metros con una gradiente + 0.37%, y 607.00
metros en gradiente de-12%). A lo largo de esta longitud mencionada será
primordial realizar 12 cámaras de carguío además de 24 cámaras o refugios
exclusivo de personal, y cámaras para bombeo secundario de agua con las
escorrentías (cunetas) para drenaje.
La fortificación se realiza según se avanza la excavación, y estos van siendo
monitoreados para considerar el sostenimiento necesario según el estudio o
recomendación Geomecánica.
b.- Frente N°1 (P0 – P1 y P1 – P2)
Se considerarán para la tunelería los mismos diseños de excavación de la sección
propuesta para los frentes de trabajo en todo el proyecto, teniendo en este punto
labores como los desarrollos se ejecuten excavando rampas positivas y negativas.
El equipo del frente N° 2, iniciará los trabajos de excavación, en el punto desde el
nivel -1020 (P3), necesariamente se ingresará por el túnel Huaripampa con una
longitud de avance de unos 2.0 kms en descenso hasta el frente de avance(P3).
La compañía VOLCAN COMPAÑÍA MINERA S.A.A (VCMSAA) podría
realizar está ejecutando un desarrollo descendente a partir del Nivel 970 hasta
llegar al Nivel 1020, (P3). Desde este punto, el Contratista avanzará hasta (P2), en
la posibilidad de conectar con el avance desde el frente 1.
A través del frente N° 2, se deben efectuar todas las partes de servicios mina y
obras civiles en paralelo incluye la limpieza y transporte de desmonte, el cual
tendrá comunicación con el frente N° 1 en el punto (P2).
Una vez habilitada la ruta desde el frente-1, (puntos 0, 1, 2, 3) descritos en la Fig.
1 de este expediente; esta ruta deberá ser empleada para continuar con las
operaciones de excavación y profundización iniciando desde el (P3) para llegar a
los puntos P4 (-1220) y concluir en el P5 (nivel -1270).
88
Los trabajos de sostenimiento se ejecutarán de acuerdo se presenten zonas
debilitadas. Estos trabajos se ejecutarán con la debida rapidez con el fin de evitar
deformaciones en el macizo rocoso que comprometan su estabilidad.
Figura 21: Frentes y punto clave de avances. Fuente: Elaboración VOLCAN CIA Minera SAA
3.3.1 Consideraciones Geométricas
Para el diseño del túnel de integración se ha tenido en cuenta que la Boca Mina o
Portal de entrada del Túnel se emplaza en las coordenadas UTM-PSAD.56 zona 18 S; E=
381241.982, N= 8708105.746, Cota= 4203.430 m.s.n.m.
Se ha tomado esta ubicación en las inmediaciones de la Planta Concentradora Victoria en
la condición de que los trabajos de excavación del proyecto no interfieran con la
circulación de los trenes que actualmente acarrean el mineral y el desmonte desde las
labores de explotación a la planta concentradora.
La cota del piso de la bocamina estará más elevada respecto a la cota de la carretera actual,
por condiciones de drenaje en el interior del túnel.
o La vía en cuanto a curvas horizontales y verticales están diseñadas
para una velocidad directriz máxima de 30 km/h, según normas del
MTC.
o TRAMO I, El trazado del eje del nuevo túnel debe correr por una
longitud total de 2,393.00 metros. Dividido en dos tramos parciales
IA (S= -0.10%, L =835 m.).
El tramo IB (S=0.37%, L= 1558 m.), sensiblemente paralelo con el eje del túnel existente,
aun cuando el túnel proyectado lleve una elevación mayor para ser posible que las aguas
89
de infiltración de la roca puedan ser evacuadas a la superficie solamente por el portal del
actual túnel (Victoria I), que se emplaza en el Nivel – 820.
TRAMO II Se proyecta como la continuación del Tramo I de manera que permita
mediante una rampa con gradiente negativa de (-12%), con una longitud de 1,737.00 m
considerando los descansos con pendiente de-3 % y longitud de 25 m. de longitud con el
fin de llegar a la zona del cuerpo mineralizado en el Nivel – 1020.
TRAMO III Actualmente en el desarrollo por la mina Carahuacra, se viene descendiendo
en rampa negativa con una longitud de 450 m. desde el Nivel – 920, hacia el Nivel – 1020,
labor que la mina espera concluir en aproximadamente 6 meses. Para luego dar inicio al
proyecto Túnel de Integración con la excavación de este tramo con gradiente negativa -
0.37% y con una longitud de 390 metros.
TRAMO IV Se proyecta una excavación en rampa con una longitud de 1,788 metros y
gradiente S=-12%. Desarrollo que unirá a las minas Carahuacra (Nv.-1020) con San
Cristóbal descendiendo desde Nivel – 1020 hasta el Nivel – 1220.
TRAMO V Se proyecta una rampa con una longitud de 452 y gradiente S =-12% del
Nivel – 1220 con el Nivel – 1270 el cual termina con una galería para el volteo de
vehículos.
Se proyecta desde la bocamina, cruzando bajo la quebrada “Cushuro Grande” hasta
contactar con el trazo del túnel paralelo Victoria II en la progresiva 0+835.
Figura 22: Esquema del Proyecto. Fuente: Elaboración VOLCAN CIA Minera SAA
90
3.3.2 Consideraciones de Operación
Cámaras de acumulación, carguío, y crucero vehicular, con sección de 4.0 m. de
alto x 4.0 m. de ancho x 25 m. de longitud, distanciadas a 250 metros, con capacidad
suficiente para almacenar y manipular el material rocoso proveniente de cada disparo en
el frente de avance. Estos, en la medida de que el frente de avance se aleje a más de 250
m. se irán transformando en cruceros vehiculares, refugios para el personal. y otras
instalaciones de servicio. Refugios para el personal con secciones mínimas de 2.00 m. de
ancho x 1.80 m. de altura x 1.50 de profundidad (capacidad para albergar hasta 3
personas).
Estos refugios se encontrarán distribuidos a 125 metros (equidistando a más o
menos la mitad de la distancia entre cruceros). Taller satélite para mantenimiento
mecánico – eléctrico al interior mina, el que se recomienda ubicar en la progresiva y
adaptar, ampliando alguno de los cruceros ya excavados.
3.3.3 Consideraciones de Operación
3.3.3.1 Sección transversal:
La sección transversal típica de excavación del túnel tendrá las siguientes dimensiones
5.50 m. de alto x 5.50 m. de ancho, donde debe situarse el galibo de tránsito de un camión.
3.3.3.2 Velocidades del equipo rodante:
En consideración a la capacidad de abastecimiento a la planta concentradora Victoria y
en la meta de conseguir una producción conjunta de 7,000 t/día entre mineral y escombros
de las unidades mineras de San Cristóbal y Carahuacra, se ha proyectado un sistema de
transporte en base a camiones, los que discurrirán por el Túnel de Integración minas
Carahuacra y San Cristóbal con velocidades controladas de 20 km/hr. (vacío), y 15
Km/hr. (Cargado).
3.3.3.3 Superficie de rodadura:
Compuesta por un pavimento rígido conformado por una losa de concreto con 25 cm. de
espesor, reforzada con fibras sintéticas de polipropileno para garantizar una capacidad de
soporte del intenso tráfico de los camiones en circulación.
91
Figura 23: Sección típica del Proyecto. Fuente: Elaboración propia
3.3.4 Ciclos de trabajo
El ciclo de avance del Frente, debe comprender secuencialmente a las siguientes
actividades:
Topografía: Materialización del eje de túnel y línea de Gradiente en el frente.
Perforación: En correspondencia con la malla de perforación que se adopte
Carga de explosivos: En correspondencia con el Factor de Carga.
Disparo y ventilación: Según Reglamento DS-055
Desatado: Actividad de mayor cuidado durante el ciclo.
Mapeo Geomecánico: Caracterización del macizo rocoso en el último Tramo,
excavado, previo al lanzado del Shotcrete preventivo.
Sostenimiento: En correspondencia con la caracterización del Macizo
Limpieza de escombros: Acumulación de los escombros en las Cámaras de
carguío y transporte hacia los Botaderos o desmonteras.
92
3.3.5 Ciclo de pavimentación
El ciclo de pavimentación, Debe comprender secuencialmente a las siguientes
actividades:
Topografía: Cotas y niveles en el piso.
Conformación de la base: colocación y compactación de material de base.
Conformación de la rasante: Colocación del concreto para pavimento.
Drenaje: Conformación de Bruñas de captación, cunetas y colectores.
Control de calidad: Curado del concreto, y determinación de resistencias.
Limpieza y señalización de la vía.
Durante todos los ciclos, deberán mantenerse los frentes de trabajo con las necesidades
permisibles de oxígeno para el personal, y para los equipos, así como también diluir y
transportar los contaminantes sólidos y gaseosos con la finalidad de no afectar la
capacidad de trabajo y salud del grupo humano que participa en la obra.
3.3.5 Control Topográfico
Comprende todos los trabajos topográficos necesarios para garantizar el replanteo y
materialización de los puntos acotados en los planos, los que se encuentran referidos a la
red de Triangulación y Nivelación vigente para las excavaciones subterráneas y externas
de la mina.
Replanteo de las coordenadas de la Bocamina.
Control de los ejes de direccionamiento y gradiente del túnel, la rampa, los
cruceros y refugios.
Levantamientos perimétricos (Seccionamiento) de los perfiles conseguidos en las
excavaciones efectuadas.
La verificación de las coordenadas de los puntos de control planimétricos y
altimétricos preferentemente se efectuarán con el empleo de un teodolito de última
generación dotado con sistemas electrónicos de tele medición (Estación Total).
El control de los ejes de direccionamiento y gradiente preferentemente se
efectuará con el empleo de plomada electrónica con dispositivos de Rayo Láser.
93
3.3.5 Control Técnico en la perforación y voladura
3.3.5.1 Perforación
En todos los frentes de laboreo, donde se ejecuten perforaciones se deberán
respetar y cumplir los estándares y procedimientos establecidos por VCMSAA.
Las perforaciones, tanto en el frente de avance cómo para los pernos de roca en el
sostenimiento se efectuarán preferentemente con Jumbos electro-hidráulicos de
uno o dos brazos según sea el equipamiento ofertado.
Los diseños de la malla de perforación (número de taladros, longitud de taladro,
avance por disparo) deben estar basados en la calidad geomecánica del macizo
rocoso.
Siempre que se inicie la perforación en un frente de avance, este debe estar
refrendado por el diseño de la respectiva malla de perforación
El control del paralelismo y uniformidad en la profundidad entre los taladros debe
efectuarse rigurosamente durante el proceso de perforación del frente de avance.
3.3.5.2 Voladuras
Las operaciones que comprendan el manejo, almacenaje, y utilización de
explosivos deberán llevarse a cabo con todas las precauciones establecidas En el
Reglamento efectuado por Seguridad e Higiene Minera, vigente en cada una de
las unidades mineras de VCMSAA.
El manipuleo de los explosivos será efectuado por personal autorizado por el
DISCAMEC.
El suministro de explosivos se efectuará en el Polvorín de la Unidad Minera
asignada, estando a responsabilidad del Contratista el traslado a sus frentes de
trabajo.
Los detalles de las voladuras deberán contar necesariamente con la aprobación de
VCMSAA.
Todo manifiesto de voladura propuesta deberá incluir: Ubicación (progresiva del
frente), número de taladros, diámetro y profundidad de las perforaciones, potencia
94
y cantidad de carga de fondo en cada taladro, distribución de los cartuchos
empleados, así como la secuencia y patrón de los retardos.
Para obtener un acabado con el perfil lo más regular posible en el perímetro de la
excavación deberán adoptarse métodos de re-corte o pre-corte según sea lo más
conveniente.
La voladura deberá efectuarse dentro de los horarios establecidos, sujeto a la
aprobación siempre y cuando se considere que se han tomado todas las
precauciones en coordinación con la Superintendencia de Seguridad, y la
Superintendencia de Mina.
En los controles de perforación y voladura hay puntos muy importantes de los cuales son
fáciles de resolver haciendo uso de técnicas para determinar dos factores (indicadores) de
mayor relevancia, el nivel de avance y el nivel de costos, de estos se desprenden más
conceptos considerando la sobre excavación que a la postre trae consecuencias como la
evacuación del desmonte generado en cada voladura, así como el incremento de
sostenimiento por este mismo efecto, sin embargo para evitar estos dos niveles de control
serán necesarios realizar pruebas netamente de carácter minero – civil para determinar el
consumo y el revestimiento de la obra.
3.3.5.3 Control de avances
A lo largo de este año y convenientemente de la mano de mi línea de investigación
se realizaron 12 voladuras con barra de 16 pies de longitud entre los meses de agosto y
octubre, con el fin de mejorar el avance por disparo y cumplir el objetivo de realizar un
mejor avance en VOLCAN CIA MINERA y a su vez tener alternativas de identificar las
mejorías para mi proyecto de investigación el cual fue como línea base el de 3.5 m de
acuerdo a los. Los resultados se presentan en estas pruebas fueron básicamente el
seguimiento a las labores en frentes con asesoría de Famesa (Empresa que se dedica a
brindar servicios especiales los cuales distribuyen los explosivos y accesorios).
Por otro lado, se realizó trabajo de instrumentación considerando que estos datos
son de mucha utilidad en el proyecto de investigación que va relacionado de la mano con
la caracterización Geomecánica la cual estimará el revestimiento del proyecto. El análisis
95
de la evolución de indicador de avance por disparo fue desde mayo (línea base) hasta la
actualidad (octubre), verificando las mejoras obtenidas. Los resultados obtenidos se
comparan en base a los indicadores históricos de la Mina donde se realizarán las pruebas.
Tabla 14: Pruebas con 12 voladuras Mina Carahuacra
Fuente: Elaboración propia
Tabla 15: Pruebas 4 disparos realizados en octubre
Fuente: Elaboración propia
En lo subsecuente, se ha coordinado realizar disparos de 16 pies con el objeto de
mejorar la práctica y optimizar el factor carga (llegar a 38.5 Kg. /m.).
96
Tabla 16: Monitoreo de vibraciones
Fuente: Elaboración propia
Considerando estos trabajos de control sismográfico y asimismo tomando en
cuenta los monitoreos para no causar el daño en la roca y de este modo tener un mayor
nivel de avances en los trabajos diarios, se puede deducir que el proyecto de investigación
Túnel de Integración puede tener un avance efectivo programado de acuerdo a la
clasificación Geomecánica, tomando los parámetros del mapeo y los datos de estas
pruebas realizadas en diversas secciones y en diversos materiales (mineral y el desmonte).
Figura 24: Sismogramas del monitoreo de vibraciones por voladuras. Fuente: Elaboración propia.
97
Tabla 17: Resultados obtenidos nivel de avance
Fuente: Elaboración propia
3.3.5.3 Control de costos
La técnica de ahorro en cuanto a la perforación y voladura van de la mano tomando
en cuenta que la relación es directa, asimismo saber que esta práctica no es más que
realizar un buen control y desarrollar una mejora en las mallas de perforación las cuales
se dimensionan siempre por el lado geotécnico y de seguridad, manejando factores de
potencia y aliviadores para mitigar el impacto con el macizo rocoso.
Para esta prueba o análisis es necesario tener la relación entre el avance y el
consumo de explosivos y accesorios, las pruebas que se realizaron en campo son de
carácter netamente minero, por ende, este ítem se ha realizado con apoyo de expertos en
la materia tomando los datos de las pruebas.
98
Tabla 18: Malla de prueba en avances de Mina San Cristóbal
Figura 25: Malla de prueba en avances de Mina San Cristóbal. Fuente: P & V Volcan CIA Minera.
La aplicación de la malla de perforación se realizó en los subniveles cuyo tipo de
macizo roco está clasificado en tipo de roca III-A y III- B, es decir, con RMR de 40 a 60.
Tomando en cuenta las características geológicas y geomecánicas del macizo
rocoso a perforar, se diseñó la malla de perforación y voladura para subniveles, en ciertos
tramos con secciones mayores al prototipo, se recomienda realizar la perforación en “V”
debido a la complicada perforación en paralelo y demasiado tiempo en la perforación (3.5
veces más que lo normal) y con bajo avance 2.2 m Promedio.
99
Figura 26: Resultados de la malla de prueba en avances de Mina San Cristóbal. Fuente:
Elaboración propia.
3.3.6 Limpieza de escombros
La remoción de los escombros producto de las voladuras se efectuará en las
siguientes etapas:
La primera etapa, comprende a la limpieza del frente del disparo y el traslado
de los bloques rocosos a una cámara de carga, previamente preparada para
almacenar transitoriamente el volumen de roca producto del disparo del
frontón. Este traslado se recomienda efectuarlo exclusivamente con el empleo
de un Scooptram que tenga una capacidad de cuchara de 6.0 yardas cúbicas.
La distancia máxima que debe separar al frente de limpieza con la cámara no
debe exceder a 250 metros lineales para conseguir ciclos de avance rentables.
100
Una segunda etapa corresponde al transporte de los escombros rocosos desde
las cámaras de carga hacia los botaderos o escombreras, normalmente en este
tramo se cubren distancias apreciables.
3.3.6 Soporte y revestimiento
Tomando como base criterios empíricos propuestos por Barton y luego Bienawsky
(1986) se proponen tipos de sostenimiento a emplear para cada calidad de macizo rocoso,
los que luego de ser modelados y verificado con el software UNWEDGE.3.0, han
determinado los respectivos Factores de Seguridad (FS) en cada caso.
Por las características litológicas analizadas en el Nivel -820 (cruceros y túnel
Victoria I), las que se han compatibilizado regionalmente (en Morococha) se puede
asignar que prima en la zona la roca Volcánica del grupo Mitu, siendo esta una roca
óptima y competente que por su composición dacítica-andecítica se encontrará la misma
calidad de roca en los niveles -820, y -1270.
Las influencias lito-estructurales valoradas en las labores de indagación
geomecánica insitu, muestran que en el túnel del nivel 820 o Victoria I y su alrededor, la
presencia de un tipo de Litología predominante constituida por niveles intercalados de
“piroclastos, brechas, tufos y flujos de lava” los cuales son una composición netamente
Andesítica que en sectores muy puntuales del túnel ha interceptado rocas metamórficas
(filitas) y rocas intrusivas.
Hacia el sector NW-W se emplaza el contacto con rocas clásticas constituidas por
calizas. De acuerdo con estos considerandos se ha elaborado un plan de zonificación geo
mecánica a lo largo del proyecto o Túnel Integración, conformando siete grupos de
calidades del macizo rocoso (IIA, IIB, IIIA, IIIB, IVA, IVB, y V).
Figura 27: Zonificación del macizo rocoso y categoría de sostenimiento Fuente: Barton y luego Bienawsky (1986).
101
3.3.6.1 Clasificación geomecánica del macizo rocoso
La clasificación geomecánica de la masa rocosa se realizó utilizando el criterio de
Bieniawski de 1989 (RMR – Rock Mass Rating o Valoración de la Masa Rocosa). Los
valores de resistencia compresiva de la roca intacta fueron obtenidos mediante ensayos
de laboratorio donde no solo obtuvimos ensayos uniaxiales sino, triaxiales. El mapeo de
esta zona se realizó por medio de mapeo en celdas.
Figura 28: Ensayo de constantes elásticas.
Figura 29: Ensayo de compresión triaxial.
102
Estas prueba o ensayos de diamantina son referenciales, ya que como se entiende
a medida que se va desarrollando el proyecto se va evaluando las diversas tipologías de
macizo rocoso los cuales sirven para dimensiona el tipo de sostenimiento de la labor en
este caso el Túnel de integración.
Figura 30: Formato de mapeo Geomecánico RMR89 donde podemos ver que se tiene en la caja techo un RMR de 41 siendo de mejor calidad que la veta y caja piso que son de 35 y 33
respectivamente. Fuente: Elaboración propia.
Análisis de cuñas
Para el análisis de cuñas se ha utilizado el programa desarrollado por el grupo de
ingeniería de rocas en Toronto, usado para analizar la geometría y la inestabilidad de
cuñas existentes alrededor de la excavación subterráneas; estas cuñas están definidas por
tres discontinuidades estructurales y por la superficie de excavación, pudiéndose
visualizar en tres dimensiones y obteniéndose el factor de seguridad a la falla por
deslizamiento de bloques que está sujeto a una cohesión y un Angulo de fricción según
Morh Coulomb.
También es posible estimar y definir el sostenimiento al permitir la simulación de
una instalación de pernos y/o concreto lanzado (Shotcrete). El análisis se basa en la
hipótesis de que las cuñas están sujetas a la acción gravitacional no teniendo en cuenta el
103
campo tensional que afecta los alrededores de la excavación. El análisis cinemático
considera las familias principales de las discontinuidades y la orientación del túnel, ha
permitido inferir la probable presencia de cuña en el techo y hastiales del túnel.
Figura 31: Evaluación de cuñas Túnel de Integración. Fuente: Elaboración propia.
Las pruebas realizadas son información de ingreso hacia el software para los
diversos análisis o simulaciones con el software que se usará en la determinación de
esfuerzos. En este caso usaremos el paquete de Rocscience el cual lleva desarrollando el
software geotécnico en 2D y 3D desde el año 1996 para su uso en las obras civiles y
también en la minería, esto no solo en tajo abierto, sino que también en subterráneo, en
suelo o roca. Los datos mostrados seguidamente son parte de un trabajo realizado ya
mencionado líneas arriba con el software RS2 (Phase2 9.0) el cual es uno de los programas
del paquete del Rocscience.
Los parámetros elásticos ɛ y ɤ, obviamente estamos hablando del Módulo de
Young (ɛ) y la relación de Poisson (ɤ) son los que estimaran los comportamientos de los
esfuerzos y deformaciones de la roca intacta o macizo rocoso, los valores se usan por lo
general en los diseños de excavaciones con el uso de los métodos numéricos. La
elasticidad es propiedad que se debe asumir ya que esta en todo material en algunos
macizos rocosos puede ser mayor o menor, sin embargo, se debe tener en cuenta factores
como la isotropía, homogeneidad y continuidad.
El valor de ɛ permite clasificar al macizo rocoso: Roca cuasi – elástica (ɛ entre 6
y 10 x 104 MPa), Roca semi – elástica (ɛ entre 2 y 7 x 104 MPa), Roca no elástica o
plástica (ɛ menores que 2 y 10 x 104 MPa).
104
Los datos de entrada fueron considerados de los ensayos realizados, asimismo
considerando que ya se tienen identificados en la Mina San Cristóbal sectores donde
existe vetas de mineral es necesario considerar estos parámetros, por ende, se cuenta con
la simulación y como dato de apoyo se ha traducido los parámetros necesarios:
Figura 32: Propiedades físicas de la roca intacta. Fuente: Elaboración propia.
Figura 33: Propiedades físicas de la roca intacta. Fuente: Elaboración propia.
105
3.3.6.2 Resistencia del concreto proyectado
Para el tipo de sostenimiento a usar en el proyecto de investigación del Túnel de
Integración se asumirá pruebas constantes desde el tipo favorable hasta el desfavorable,
ya que con el desarrollo de su ejecución se podrá cuantificar el reforzamiento del
revestimiento, sin embargo, como es muy usual en las excavaciones subterráneas de este
tiempo se hace uso de las fibras ya sean metálicas o sintéticas las cuales le dan mayor
adherencia al concreto lanzado.
La atención de los pedidos de suministro de shotcrete en las minas San Cristóbal
y Carahuacra se realizan a través de la Planta de concreto ubicada en la misma unidad la
cual atiende de manera eficiente y eficaz, la materia prima necesaria para la producción
es adquirida de la misma zona aledaña (los agregados provienen de la cantera de
Pachachaca).
El objetivo de esta prueba o ensayo es elaborar indicadores de calidad del producto
de acuerdo con los diseños de mezcla de los diferentes productos, mediante la realización
de los ensayos de laboratorio del agregado, ensayos de concreto en estado fresco y
endurecido
Actividades
Ensayo de resistencia a la compresión en probetas de 4 x 8”
Ensayos físicos del agregado fino:
o Granulometría.
o Pasante de la malla # 200.
o Peso específico y absorción del agregado fino
Shotcrete con 4 kg/m3 de fibra sintética (Diseño: 1300SHCFS4)
Shotcrete con 6 kg/m3 de fibra sintética (Diseño: 1300SHCFS6)
o I = Tipo de cemento
o 300 kg/cm2 = f´c (30 MPa a los 28 días)
o SH = Shotcrete
o C = Concreto super plastificado de 6 a 8” de asentamiento.
o FM = Fibra metálica.
o FS = Fibra sintética.
o 20 = Cantidad de fibra (kg/m3)
106
Figura 34: Desarrollo de resistencia a 28 días Probetas 4 x 8 con fibra sintética 4kg/m3
Figura 35: Desarrollo de resistencia a 28 días Probetas 4 x 8 con fibra sintética 6kg/m3
Figura 36: Resultados de Ensayos Granulométrico Arena
107
Figura 37: Resultados pasante malla # 200
108
Figura 38: Estadística de ensayos del agregado fino (Granulometría) agregado está pegado al
grueso y hay retención en malla de ½ lo que incrementa el rebote en el lanzado
Figura 39: Ensayo de resistencia a la compresión probetas de 4 x 8”. Fuente: Elaboración propia
La arena requiere mejora hay retención en la malla de ½ agregado grueso que
incrementa el rebote, asimismo, hay mucha variación en malla #200, la arena se
recomienda un lavado más uniforme, hay días está en 2.5 % y otra llega al 8.00 %. Las
roturas de resistencia a compresión a 28 días cumplen satisfactoriamente los
requerimientos diseño f´c
109
3.3.6 Análisis de costos
Tomando como referencia y respecto a los datos de todas las dimensiones de la
matriz de operacionalización, se resume que en toda empresa el valor predominante en la
construcción son los costos, los cuales definitivamente tienen que ser divididos por fases,
naturaleza y tipo de acuerdo a la actividad, para determinar y comprender la valorización
obviamente en ganancias y por el lado monetario. En este sentido se presentará algunas
tablas las cuales son de vital importancia para la comprensión de las actividades
mencionadas.
Tabla 19: Análisis de costos por mes año 2018 de la Mina San Cristóbal
Fuente: Elaboración propia
Tabla 20: Análisis de costos por valor unitario año 2018 de la Mina San Cristóbal
Fuente: Elaboración propia
MINA SAN CRISTOBAL
Version Elemento ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT
REAL $ Mano de Obra 646,016 627,431 616,027 652,322 630,735 657,520 635,962 605,251 626,118 89,446
Servicios 2,064,500 2,030,428 2,213,931 2,127,460 2,118,886 2,263,137 1,984,857 2,116,085 2,049,620 827,377
Suministros 980,013 923,585 980,597 969,062 952,108 912,246 964,259 983,167 1,103,633 851,652
Misceláneos 75,154 79,486 58,174 78,068 71,013 62,218 62,590 121,443 62,131 118,316
Total REAL $ 3,765,684 3,660,930 3,868,729 3,826,912 3,772,741 3,895,120 3,647,667 3,825,945 3,841,501 1,886,791
PLAN $ Mano de Obra 670,564 678,403 678,403 680,186 673,930 673,930 678,511 678,511 678,511 678,511
Servicios 1,975,325 1,903,156 2,098,199 2,297,406 2,326,762 2,311,279 2,274,558 2,315,685 2,319,451 2,260,845
Suministros 1,059,517 1,046,942 1,057,695 961,538 1,055,113 1,007,213 1,019,216 1,064,016 1,046,646 975,069
Misceláneos 69,820 69,820 63,289 69,820 69,820 76,820 76,820 75,820 69,820 69,820
Total PLAN $ 3,775,225 3,698,321 3,897,586 4,008,949 4,125,625 4,069,241 4,049,104 4,134,031 4,114,427 3,984,244
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT
Mano de Obra ‐24,547 ‐50,972 ‐62,376 ‐27,864 ‐43,195 ‐16,410 ‐42,548 ‐73,260 ‐52,393 ‐589,064
Servicios 89,176 127,272 115,731 ‐169,945 ‐207,877 ‐48,143 ‐289,701 ‐199,600 ‐269,831 ‐1,433,468
Suministros ‐79,504 ‐123,357 ‐77,098 7,524 ‐103,005 ‐94,967 ‐54,957 ‐80,849 56,987 ‐123,417
Misceláneos 5,334 9,666 ‐5,115 8,249 1,193 ‐14,602 ‐14,230 45,623 ‐7,689 48,496
Var Real - Plan ‐9,541 ‐37,391 ‐28,858 ‐182,037 ‐352,884 ‐174,121 ‐401,437 ‐308,086 ‐272,926 ‐2,097,453
Proy Octubre
Var.
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT ACUM 17 ACUM 18 1 TRIM 2 TRIM 3 TRIM
9.0 8.2 5.8 6.9 7.2 7.2 6.2 6.0 6.0 1.5 6.4 6.5 7.4 7.1 6.1
28.8 26.5 21.0 22.5 24.2 24.7 19.4 21.0 19.5 13.8 24.8 22.1 24.8 23.8 19.9
13.7 12.0 9.3 10.2 10.9 9.9 9.4 9.7 10.5 14.2 11.2 10.7 11.4 10.4 9.9
1.0 1.0 0.6 0.8 0.8 0.7 0.6 1.2 0.6 2.0 0.9 0.9 0.8 0.8 0.8
52.6 47.7 36.6 40.4 43.2 42.5 35.6 37.9 36.5 31.4 43.3 40.1 44.5 42.0 36.8
8.9 8.8 7.8 8.0 7.9 8.1 7.7 7.7 7.8 7.9 6.3 8.0 8.5 8.0 7.7
26.2 24.7 24.1 27.0 27.2 27.6 25.7 26.2 26.5 26.4 24.7 26.2 25.0 27.3 26.1
14.1 13.6 12.1 11.3 12.4 12.0 11.5 12.0 12.0 11.4 11.6 12.2 13.2 11.9 11.8
0.9 0.9 0.7 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.8 0.8 1.2 0.8 0.8 0.9 0.8
50.1 48.0 44.7 47.1 48.3 48.6 45.8 46.7 47.0 46.5 43.9 47.2 47.5 48.0 46.3
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT ACUM 17 ACUM 18 1 TRIM 2 TRIM 3 TRIM
0.1 ‐0.6 ‐2.0 ‐1.1 ‐0.7 ‐0.9 ‐1.5 ‐1.7 ‐1.8 ‐6.4 0.1 ‐1.6 ‐1.0 ‐0.9 ‐1.6
2.6 1.7 ‐3.1 ‐4.5 ‐3.0 ‐2.9 ‐6.3 ‐5.2 ‐7.0 ‐12.6 0.0 ‐4.1 ‐0.1 ‐3.5 ‐6.2
‐0.4 ‐1.6 ‐2.9 ‐1.1 ‐1.5 ‐2.1 ‐2.1 ‐2.3 ‐1.5 2.8 ‐0.4 ‐1.5 ‐1.9 ‐1.5 ‐1.9
0.1 0.1 ‐0.2 0.0 ‐0.0 ‐0.2 ‐0.3 0.3 ‐0.2 1.2 ‐0.3 0.0 ‐0.0 ‐0.1 ‐0.0
2.4 ‐0.3 ‐8.1 ‐6.6 ‐5.1 ‐6.2 ‐10.2 ‐8.8 ‐10.5 ‐15.1 ‐0.6 ‐7.1 ‐3.0 ‐6.0 ‐9.5
Var Costo Unitario (US$/tn)
110
Tabla 21: Análisis de costos por tipo de etapas de avances año 2018 de la Mina San Cristóbal
Fuente: Elaboración propia
Tabla 22: Cálculo de la vida de Mina San Cristóbal preparada – año 2018
Fuente: Elaboración propia
Figura 40: Cálculo de vida de mina San Cristóbal preparada 2018. Fuente: Elaboración propia
TmE Real 71,646 76,706 105,651 94,616 87,425 91,690 102,457 100,943 105,197 60,131
SLS 45,070 41,282 54,391 42,797 44,263 53,925 48,903 55,962 52,797 34,427
SN 22,756 26,505 50,291 51,819 38,434 33,032 46,459 39,210 51,650 22,415
OCF 3,820 8,919 969 ‐ 4,728 4,733 7,095 5,771 749 3,289
TmE Plan 75,317 76,980 87,132 85,140 85,417 83,675 88,441 88,500 87,541 85,670
SLS 48,164 39,253 50,340 45,481 55,135 49,390 53,736 53,368 57,956 60,556
SN 23,922 34,510 33,128 34,883 26,258 29,993 31,128 30,559 27,336 24,239
OCF 3,231 3,216 3,663 4,776 4,024 4,292 3,578 4,573 2,249 875
Var Real - Plan ‐3,671 ‐274 18,519 9,476 2,009 8,016 14,016 12,443 17,656 ‐25,539
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT
Real (m) 475 422 350 398 484 543 276 332 376 176
AESA 386 235 127 162 224 283 111 141 166 114
VOLCAN 89 187 223 236 260 259 165 191 210 62
Plan (m) 447 513 566 568 589 577 582 617 562 534
AESA 257 283 314 331 335 315 307 347 309 308
VOLCAN 190 231 252 237 254 263 275 270 253 226
Var Real - Plan 28 ‐92 ‐216 ‐171 ‐105 ‐34 ‐306 ‐284 ‐186 ‐358
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT
Real (m) 633 588 931 1,044 910 793 1,014 973 1,014 549
AESA 255 237 447 451 400 367 505 410 477 183
VOLCAN 378 351 484 593 510 426 509 563 537 366
Plan (m) 733 761 787 770 791 767 734 724 754 747
AESA 325 319 348 340 340 374 331 323 361 366
VOLCAN 408 442 439 430 452 394 403 401 394 381
Var Real - Plan ‐99 ‐174 143 275 119 26 280 249 260 ‐198
Preparación
(m)
Explotación
(m)
Producción
(Tn)
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT Acum 2017 Acum 2018
Plan 6 7 6 7 7 7 7 7 6 6 8.0 6.6
Real 7 5 3 4 6 6 3 3 4 3 3.8 4.3
Var Real - Plan 0.7 ‐1.2 ‐3.2 ‐2.5 ‐1.4 ‐1.0 ‐3.9 ‐3.7 ‐2.8 ‐3.3 ‐4.2 ‐2.3
Preparación
* 1000 /
Ton. Min
111
CAPITULO IV :
DISCUSIÓN
112
Para las discusiones en la presente investigación he de considerar dos aspectos
principales, las cuales son:
1) El panorama de los objetivos desde el OG (Objetivo General) y los
OE1,2,3,4 (Objetivos Específicos)
2) Los tres principales elementos de comparación que se tuvieron en cuenta
en toda la investigación:
a. Los resultados obtenidos de la investigación
b. Los valores hallados en los antecedentes (internacionales y
nacionales)
c. Los valores hallados o indicados en la parte teórica
Figura 41: Elementos de la discusión. Fuente: Clases Dra. Teresa Gonzáles
Es necesario resaltar que para las discusiones que se realizan en orden de los resultados
obtenidos y objetivos dando inicio por los específicos y concluyendo por los generales.
1. De acuerdo al primer objetivo específico de esta investigación (OE1). Explicar de
qué manera la implementación del túnel de integración mejorará la operatividad
de las pozas, desarenador y líneas de conducción de las minas San Cristóbal y
Carahuacra – Junín 2018.
En la presente investigación se ve por conveniente analizar esta
comparación del lado de la Productividad ya que se entiende que la funcionalidad
de cada elemento entre las pozas, desarenador y líneas de conducción juegan un
113
papel importante para dar mayor viabilidad en el punto de ganar mayor tiempo
productivo en la construcción y avance del Túnel Integración. De donde podemos
desprender y mencionar rápidamente: el mejor y optimo diseño del desarenador
(Ver. Fig.15), y el cálculo de la forma de la cuneta en cuanto a las líneas de
conducción las cuales no solo se refieren a las tuberías (Ver. Tabla.09), sino que
a las cunetas de alimentación para la poza principal (Ver. Fig.14).
Po otro lado (Quispe I. y Yandún F., 2018 p.120), con la ejecución del
proyecto (Canal Maldonado), apoyará con un manual técnico para diseñar la línea
o líneas de conducción, también para prevenir la rotura de las tuberías por la
sobrepresión (el golpe de ariete), el tiempo para maniobrar al cerrar las válvulas
deberán tener como referencia los 28 s.
En el ámbito teórico (Ortiz, Cabanillas y Fierro, 2010 p.337) el agua
resultante de la excavación de labores mineras es enviada por bombeo o gravedad
y captada en una poza luego se dirige a través de un canal con inclinación de -1%
hacia el desarenador el cual tiende a ser con puertas de estructura metálica, este
desarenador debe ser previsto con dimensiones que serán útiles para sedimentar
los sólidos de mayor proporción (partículas mayores de 2,5mm de diámetro), el
agua limpia desarenada se almacena en pozas de succión la cual también trabaja
como un amortiguador, seguidamente la estación de bombas traslada o bombea el
agua que ha sido almacenada a través de bombas centrífugas entre 1.500 HP y 270
l/s cada bomba.
2. Sobre el segundo objetivo específico (OE2), el cual es determinar como la
implementación del túnel de integración mejorará la funcionalidad de la estación
de bombeo de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
En la presente investigación según el diseño propuesto y considerando los
caudales aforados se propone un sistema de bombeo más apropiado a inicios de la
construcción son realizados por 7 estaciones para luego convertirse en 5 las cuales
incluyen menos pérdidas en el desarrollo de la actividad (Ver. Fig.16 – Tabla 10).
En cambio (Hernández S., 2012 p.66), hace mención que el Proyecto de
un Túnel de drenaje tendrá como finalidad reforzar el sistema de Drenaje ante
catástrofes de inundación en toda una ciudad en este caso el de México.
114
Por el lado de la teoría (Ingeniare vol.18 N°3, 2010 pp.335-342) los
sistemas de bombeo se hallan presentes en la minería, así como en obras de
actividad subterránea ya que el agua de producto de la excavación necesita ser
bombeada hacia la superficie para asegurar la persistencia de una producción u
obra. Algún error al establecer el equilibrio hidráulico mencionado trae como
consecuencias graves en la estación de bombeo, al sobredimensionar por decirlo
así traería pérdidas en el costo, así como técnicas ya que se tendría equipos de
mayor potencia con trabajos de menoría en su eficiencia de otro lado si se analiza
lo contrario podríamos contar con mayor cantidad de agua y la capacidad del
sistema con falta de suficiente respuesta al agua requerida.
3. Para considerar el tercer objetivo específico (OE3), Indicar de qué manera la
mejora del sistema de bombeo y drenaje ayudará a la perforación y voladura de
las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
En la presente investigación se consiguió la relación mencionada en la tesis
anterior en cuanto a la perforación y voladura, asimismo se hicieron pruebas insitu
para considerar aspectos de mejoría con respecto al BDI (índice de daño por la
voladura - blast damage index), el cual con una serie de pruebas con el Geófono
en las diversas labores con más daños propensos dentro de la minería se lograron
conseguir resultados favorables por estar ligados netamente a los aspectos técnicos
económicos es decir la relación de consumo menor de explosivos y accesorios
para minorar el BDI en las labores y aumentar la productividad (avances a un
menor costo) por el efecto de menos consumo de material explosivo y aceros en
la perforación (Ver. Fig. 22).
En la investigación de Abad A. y Huisa V. “Procedimientos de excavación
y sostenimiento de túneles proyecto derivación Huascacocha – Rímac” (2011), En
cuanto a la voladura es preciso indicar que el arranque es importantísimo por lo
mismo el diseño tiene que ser lo más correcto con el análisis de carga en cuanto a
la cantidad de explosivos y la carga de estos taladros, de esta manera el logro de
una voladura eficaz se realizara con los factores de carga.
115
Básicamente se basa en los rendimientos de las perforadoras, esto tanto
manual como mecanizado para equipos pequeños el empuje de 3 y 5 kN y en
grandes de hasta 15 kN, los sistemas de avance son por descarte los empujadores
y deslizaderas. En la actualidad hay una fabricación de varios y amplia gama de
los explosivos / accesorios en las voladuras, que permiten hacer uso de acuerdo a
la obra o proyectos. Para ser más preciso el uso de estos componentes se determina
con parámetros del macizo rocoso de acuerdo a ello se dimensiona cada tipo de
explosivo, así como la condición de la obra (López J. Carlos - Emilio, Manual de
túneles y obras subterráneas Cap.20, p.693).
4. El cuarto objetivo específico (OE4), definir cómo la mejora del sistema de bombeo
y drenaje dará mayor durabilidad al soporte y revestimiento de las minas San
Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
En la presente investigación se ha considerado ensayos de Compresión
triaxial y ensayos de Constantes elásticas las cuales permiten determinar el status
de las rocas intactas antes de realizar algún túnel con fines de prever el
revestimiento a usar en una determinada zona de trabajo el cual hace que el
presupuesto de cualquier obra, proyecto o anteproyecto sea más real en cuanto a
las cuantificaciones monetarias para el trabajo a futuro, asimismo también se
realizó pruebas de resistencia con fibras sintéticas y metálicas las cuales darán
mayor durabilidad al revestimiento, tomando como base el aumento del costo en
un inicio pero la mayor durabilidad en cuanto a tiempo de exposición.
En la investigación de Serrano R. “Propuesta de sostenimiento primario
del Túnel Chirimollos localizando en la autopista Durango – Mazatlán” (2017),
es muy importante saber las condiciones donde está ubicada la ejecución de la
excavación subterránea y para precisar las estructuras geológicas y fallamientos
de toda la longitud del túnel, la zona de trabajo que sea la más correcta o buena,
clasificando los materiales donde estarán la infraestructura de la obra. Es preciso
comentar sobre el tipo de sostenimiento para los túneles, haciendo un comparativo
del tipo económico-técnico adecuado, durante la construcción el seguimiento e
inspección para ajustar conforme se encuentren las estructuras de geología y
116
clasificación de geomecánica durante el avance, de los procesos constructivos
recomendados de acuerdo a lo zonificado.
Como parte teórica el sostenimiento en la excavación subterránea es aquel
que se define como un conjunto de elementos o accesorios resistentes que
permitan trabajar en forma triaxial en un terreno excavado y que se logra alcanzar
la estabilización de lo excavado. En la práctica común se da al soporte o
sostenimiento el objetivo de estabilizar la excavación y al revestimiento asegurar
la duración del túnel de acuerdo a como ha sido proyectado (Celada T, Manual de
túneles y obras subterráneas Cap.23, p.815-829).
5. Para el Objetivo general (OG) de esta investigación, demostrar como la
implementación del túnel de integración mejorará el sistema de bombeo y drenaje
de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
En la presente investigación según el diseño de la infraestructura del túnel,
cálculo de la distribución de caudales, implementación de desarenadores y
revestimiento sugerido, la implementación en síntesis es reflejada como mejoría
desde un punto de vista operativo y monetario. El operativo contempla las
pérdidas considerando el diseño hidráulico adecuado que será en forma directa y
el monetario o de costos es reflejado a un mediano y largo plazo con el ahorro de
bombeo en forma permanente de un conducto independiente.
En la investigación realizada por Soto S. (2004) en su tesis titulada
“Construcción de Túneles”, en la ejecución de un túnel fundamentalmente todo
depende de factores dos para precisar: la Geología (el terreno donde se encuentra)
y las metodologías de construcción, estos se encuentran muy relacionados con la
geometría del terreno donde se ejecutará el túnel.
Asimismo, describe el tipo de cada factor por el cual se debe tener en
consideración la construcción de túneles; La Construcción, propone dos
principales factores o problemas en la construcción de túneles comunes, el
revestimiento o soporte y la perforación en la excavación del túnel. El costo por
este factor llega a alcanzar hasta el 30% del costo total, se usará el concreto
117
lanzado, así como la mampostería para zonas apuntaladas, así como aros metálicos
y concreto pretensado en lugares particulares.
En la teoría, Mendaña S (2011, p.69) el túnel siendo una estructura de la
ingeniería donde hay interrelación del Diseño / Sistema (llamado también
proceso) de ejecución o construcción tiene la mayor relevancia.
La metodología a emplear en la construcción está propensa a no solo
incrementar los costos, sino a llevarla a ser inviable el proyecto de túneles,
también a comprometer totalmente el diseño y objetivo trazado en un tiempo
determinado como plan inicial.
118
CAPITULO V :
CONCLUSIONES
119
Después de realizar, analizar e interpretar los resultados que se obtuvieron, con la
implementación del Túnel de integración por propio criterio del investigador y de
algunas herramientas como la parte constructiva y teórica en cuanto a tunelería se
puede brindar algunas conclusiones básicas como:
1. Con respecto al diseño y operatividad:
Este tiene como finalidad dar mejor estructura al sistema de bombeo actual, el
cual contempla menos pérdidas de acuerdo a su estructura propuesta.
Establece menor número de estaciones las cuales realizarán el bombeo por etapas
y dimensionadas conforme a la selección de bombas y esto a su vez de acuerdo a
la cuantificación de caudal requerido.
Propuesta de un sedimentador que establece periodos de limpieza conforme la
operación lo demande.
Líneas de conducción hacia la poza de bombeo considerando el caudal apropiado
y el paso de líquido necesario.
2. Con respecto al costo:
El costo operativo según la construcción se podría explicar con el TIR y el VAN
del proyecto a grandes rasgos, ya que esto es cuantificable con los beneficios en
las etapas de las actividades a desarrollar:
Costo de Bombeo y drenaje
Perforación y voladura
Revestimiento
Costo general en las minas San Cristóbal y Carahuacra
120
Tabla 23: Cálculo de la situación actual de la Mina San Cristóbal preparada – año 2018
Tabla 24: Cálculo de mejora en el segundo año Túnel Integración
Fuente: Elaboración propia
Naturaleza Asociado nov dic ene feb mar abr may jun jul ago set octPromedio
Mensual
Servicios (Bombeo y drenaje) 513,673 589,396 528,804 431,740 454,315 477,867 322,461 392,356 382,846 431,668 395,719 461,484 448,527
P.U (US$/t) 5.02 5.80 7.38 5.63 4.30 5.05 3.69 4.28 3.74 4.28 3.76 7.67 5.05
Perforación 310,889 271,043 354,280 308,900 251,209 267,319 293,140 332,038 314,296 340,380 347,955 171,589 296,920
P.U (US$/t) 3.04 2.67 4.94 4.03 2.38 2.83 3.35 3.62 3.07 3.37 3.31 2.85 3.29
Voladura 327,424 344,394 288,452 430,380 331,688 353,360 353,680 340,662 332,804 334,012 316,346 191,810 328,751
P.U (US$/t) 3.20 3.39 4.03 5.61 3.14 3.73 4.05 3.72 3.25 3.31 3.01 3.19 3.63
Sostenimiento 812,027 759,999 791,602 956,897 846,659 915,489 926,871 853,027 824,269 928,280 778,713 693,775 840,634
P.U (US$/t) 7.93 7.47 11.05 12.47 8.01 9.68 10.60 9.30 8.05 9.20 7.40 11.54 9.39
Costo Mensual (US$) 1,964,012 1,964,831 1,963,138 2,127,917 1,883,872 2,014,036 1,896,152 1,918,083 1,854,215 2,034,340 1,838,733 1,518,658 1,914,832
P.U (US$/t) 19.19 19.32 27.40 27.74 17.83 21.29 21.69 20.92 18.10 20.15 17.48 25.26 21.36
Naturaleza Asociado nov dic ene feb mar abr may jun jul ago set octPromedio
Mensual
Servicios (Bombeo y drenaje) 441,455 506,532 454,459 371,041 390,443 410,684 277,126 337,194 329,021 370,979 340,085 396,604 385,469
P.U (US$/t) 4.31 4.98 6.34 4.84 3.70 4.34 3.17 3.68 3.21 3.68 3.23 6.60 4.34
Perforación 236,092 205,832 269,044 234,582 190,771 203,005 222,613 252,153 238,679 258,488 264,240 130,306 225,484
P.U (US$/t) 2.31 2.02 3.76 3.06 1.81 2.15 2.55 2.75 2.33 2.56 2.51 2.17 2.50
Voladura 248,649 261,536 219,053 326,835 251,887 268,345 268,588 258,702 252,734 253,652 240,236 145,662 249,656
P.U (US$/t) 2.43 2.57 3.06 4.26 2.38 2.84 3.07 2.82 2.47 2.51 2.28 2.42 2.76
Sostenimiento 853,108 798,448 831,650 1,005,307 889,492 961,805 973,762 896,182 865,970 975,243 818,109 728,874 883,162
P.U (US$/t) 8.33 7.85 11.61 13.11 8.42 10.17 11.14 9.77 8.45 9.66 7.78 12.12 9.87
Costo Mensual (US$) 1,779,303 1,772,348 1,774,205 1,937,765 1,722,593 1,843,838 1,742,089 1,744,231 1,686,404 1,858,361 1,662,669 1,401,446 1,743,771
P.U (US$/t) 17.38 17.43 24.76 25.26 16.30 19.49 19.93 19.02 16.46 18.41 15.81 23.31 19.46
121
Tabla 25: Cálculo de mejora en el tercer año Túnel Integración
Tabla 26: Cálculo de mejora en el cuarto año Túnel Integración
Fuente: Elaboración propia
Naturaleza Asociado ene feb mar abr may jun jul ago sep sep sep oct Promedio
Servicios (Bombeo y drenaje) 390,088 447,593 401,579 327,867 345,011 362,897 244,880 297,959 290,737 327,812 300,513 350,455 340,616
P.U (US$/t) 3.81 4.40 5.61 4.27 3.27 3.84 2.80 3.25 2.84 3.25 2.86 5.83 3.83
Perforación 236,092 205,832 269,044 234,582 190,771 203,005 222,613 252,153 238,679 258,488 264,240 130,306 225,484
P.U (US$/t) 2.31 2.02 3.76 3.06 1.81 2.15 2.55 2.75 2.33 2.56 2.51 2.17 2.50
Voladura 248,649 261,536 219,053 326,835 251,887 268,345 268,588 258,702 252,734 253,652 240,236 145,662 249,656
P.U (US$/t) 2.43 2.57 3.06 4.26 2.38 2.84 3.07 2.82 2.47 2.51 2.28 2.42 2.76
Sostenimiento 853,108 798,448 831,650 1,005,307 889,492 961,805 973,762 896,182 865,970 975,243 818,109 728,874 883,162
P.U (US$/t) 8.33 7.85 11.61 13.11 8.42 10.17 11.14 9.77 8.45 9.66 7.78 12.12 9.87
Costo Mensual (US$) 1,727,936 1,713,408 1,721,325 1,894,591 1,677,162 1,796,051 1,709,843 1,704,995 1,648,120 1,815,194 1,623,098 1,355,297 1,698,918
P.U (US$/t) 16.88 16.85 24.03 24.70 15.87 18.98 19.56 18.60 16.09 17.98 15.43 22.54 18.96
Naturaleza Asociado ene feb mar abr may jun jul ago sep sep sep oct Promedio
Servicios (Bombeo y drenaje) 338,720 388,653 348,698 284,693 299,580 315,110 212,634 258,723 252,452 284,646 260,941 304,307 295,763
P.U (US$/t) 3.31 3.82 4.87 3.71 2.84 3.33 2.43 2.82 2.46 2.82 2.48 5.06 3.33
Perforación 236,092 205,832 269,044 234,582 190,771 203,005 222,613 252,153 238,679 258,488 264,240 130,306 225,484
P.U (US$/t) 2.31 2.02 3.76 3.06 1.81 2.15 2.55 2.75 2.33 2.56 2.51 2.17 2.50
Voladura 248,649 261,536 219,053 326,835 251,887 268,345 268,588 258,702 252,734 253,652 240,236 145,662 249,656
P.U (US$/t) 2.43 2.57 3.06 4.26 2.38 2.84 3.07 2.82 2.47 2.51 2.28 2.42 2.76
Sostenimiento 853,108 798,448 831,650 1,005,307 889,492 961,805 973,762 896,182 865,970 975,243 818,109 728,874 883,162
P.U (US$/t) 8.33 7.85 11.61 13.11 8.42 10.17 11.14 9.77 8.45 9.66 7.78 12.12 9.87
Costo Mensual (US$) 1,676,569 1,654,469 1,668,445 1,851,417 1,631,730 1,748,264 1,677,597 1,665,760 1,609,835 1,772,028 1,583,526 1,309,149 1,654,066
P.U (US$/t) 16.38 16.27 23.29 24.14 15.44 18.48 19.19 18.17 15.71 17.55 15.05 21.77 18.45
122
3. Análisis económico:
Interpretación:
Considerando básicamente tres (03) aspectos de vital importancia se puede
detallar las siguientes conclusiones:
Costo de Bombeo y drenaje
o Se observa que el año 1 y 2 es netamente constructivo, por
ende, este costo no refleja resultados positivos.
Perforación y voladura
o En tanto esta actividad se realiza con la investigación y
propuesta mejora en forma progresiva ya que en un inicio
se comienza con 1 frente para luego tener más de uno.
Revestimiento
o Incrementa su costo por tener la adición de la fibra sintética
la cual aumenta el costo normal del lanzado en el shotcrete,
sin embargo, ésta muestra resistencias superiores a lo
recomendado, por ende, su viabilidad se ve en el tiempo de
duración o resanes que no se realizarían muy seguido
La conclusión general de esta investigación es que el Túnel de integración mejora
de manera significativa el sistema de bombeo y drenaje a mediano plazo ósea entre
1 a 2 años de su ejecución.
2018 2019 2020 2021 2022
Depreciación -57 -57 -57 -57 -57
Ahorro por costo TOTAL -57 -1,828 19,883 19,883 19,883
Total de ahorros -57 -1,828 19,883 19,883 19,883
Inversion en Túnel (4 etapas) -2,800 -10,325 -6,480 -5,554 -4,629
Impuestos 30% - - -4,021 -4,299 -4,576
Escudo por Depreciación. 57 57 57 57 57
Flujo despues de Impuestos -2,800 -12,096 9,439 10,087 10,735
Tasa descuento 10.00%
Periodo (años) 5 Años de Recuperación de Capital:
VANE 8,914 9,439 10,087 10,735TIRE 39% Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5
ANALISIS ECONÓMICO US$ x 1000
123
CAPITULO VI :
RECOMENDACIONES
124
1. Según las investigaciones realizadas en otras tesis, los temas de tunelería están
basados básicamente a un tema explicativo, por lo cual se recomienda realizar
mayor análisis con respecto a ensayos y pruebas demostrando cualidades entre los
objetivos del túnel propuesto en este caso fue concerniente a la infraestructura u
obras hidráulicas.
2. Considerar mayor participación en la minería como construcciones de laboreo
subterráneo concerniente a las obras civiles.
3. Incluir dentro de las instituciones el curso de construcciones subterráneas ya que
es importante conocer el comportamiento de las estructuras, diseños, teorías y
procesos en el subsuelo, el cual tiene problemas propios y particulares con
respecto a la superficie.
4. Los mejores diseños de infraestructura deben ser diseñados por el Ingeniero civil,
el cual tiene el propósito de dar sostenibilidad a una determinada obra de acuerdo
a la envergadura requerida.
5. Dara a conocer dentro de la industria minera los propósitos de las infraestructuras
de soporte diferenciando en todo momento los detalles de las obras, ya que se
entiende que el orden de toda compañía parte por el lado del propósito, objetivo o
fin de cada proyecto y no distorsionar este propósito.
6. La investigación realizada está abierta a la optimización en cada uno de sus
procesos ya que en todo momento queda libre hacia la mejora en el desarrollo de
las actividades mencionadas (red hidráulica, sistema de bombeo, selección de
bombas, perforación y voladura, productividad, lean construction, revestimiento,
etc.).
7. Por la misma necesidad de contar con mayor infraestructura subterránea en el
ámbito nacional para motivar el interés en la ejecución o participación en los
estudiantes de la carrera en este caso la Ingeniería Civil, se debe incluir como
parte del currículo el de Ingeniería de Tunelería y Diseño de obras subterráneas
para el estudiante de pregrado.
125
CAPITULO VII :
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
126
Benítez A, A.B. (1972). Captación de aguas subterráneas. Plaza Santa Ana, España:
DOSSAT, S.A...
Collazo C. & Montaño X. (2012). Manual de Agua Subterránea. Montevideo, Uruguay:
Denad Internacional S.A...
Córdova R. “Geomecánica y Voladura” DCR Ingenieros S.R.Ltda. Lima, Julio del 2004
Castilla R. & Galvis C. (1993). Bombas y Estaciones de Bombeo. Colombia: Ultragraf
Editores.
Esquitino M. (Nov-Dic 2013). Excavación de Túneles y Obras Subterráneas. Ingeopres,
N° 230, 63.
Hernández S., Fernández C. & Baptista L. (1997). Metodología de la Investigación.
Naucalpan de Huárez, Edo. de México: McGRAW - HILL
INTERAMERICANA DE MÉXICO S.A. de C.V.
Jiménez P. (1998). Metodología de la Investigación. La Habana: Editorial de Ciencias
del Centro Nacional de información de Ciencias Médicas.
Jimeno, C. (2011). Manual de túneles y obras subterráneas. Madrid: U.D. Proyectos
E.T.S.I. Minas, Universidad Politécnica de Madrid.
Jimeno, C. and Abadía Anadón, F. (2011). Manual de túneles y obras subterráneas.
Madrid: U.D. Proyectos.
Jimeno, C. (1998). Ingeotúneles 1. Madrid: Carlos López Jimeno.
Jimeno, C. (2005). Ingeotúneles 10. Madrid: Carlos López Jimeno.
Jürgen H. & Schlumpf J. (2004). Concreto Proyectado en la Construcción de Túneles.
Alemania: Putzmeister AG.
Macintyre A. (2008). Bombas e Instalacoes de Bombeamento. Rio de Janeiro: LTC -
Livros Técnicos e Científicos Editora S.A...
Navarro C. & Ortiz Gómez. (2008). Geotecnia aplica a la construcción de Túneles.
Sevilla – España.
127
Niño R., (2011). Metodología de la Investigación. Bogotá: Ediciones de la U - Calle 24
A N° 43-22.
Ortiz V., Cabanillas M. & Fierro Ch. (octubre 2010). Equilibrio Hidráulico en Sistemas
de Bombeo Minero. Ingeniar, Revista chilena de ingeniería, 18 N°3, 335-
342.
Rey S., Pardo G. & Hurtado R. (2010). Túneles y Obras Subterráneas. España: Gráficas
Couché. S.L.
Robb, L. (1997). Diccionario para ingenieros, español-inglés e inglés-español = English
Engineers' dictionary, Spanish-English and English-Spanish. México:
Compañía Editorial Continental.
Rodríguez R, P.R.R. (2001). Abastecimiento de agua (Ing. Civil). Instituto Tecnológico
de OAXACA, México - Oaxaca.
Rodríguez R. (2008). Hidráulica de canales. México.
Silveira A. & Souto S. (1959). Hidrología de Águas Subterráneas. Caixa Postal 5450 Sao
Paulo, Brasil: Editora Edgard Blücher LTDA...
Silva R. (noviembre 2015). Invenciones relacionadas con túneles a nivel internacional.
TÚNELES, 1, 93.
Sotelo A. (1997). Hidráulica General Volumen 1 Fundamentos. Balderas 95, México,
D.F.: LIMUSA, S.A. de C.V.
Valderrama M. (octubre 2015). Pasos para elaborar proyectos de investigación
científica. Perú: Editorial San Marcos E.I.R.L.
Vélez O. (1999). Hidráulica de aguas Subterráneas. Medellín – Colombia.
Villón B. (2005). Diseño de Estructuras Hidráulicas. Lima - Perú: Editorial Villón.
Zevallos K. (1984). Manual de Oleohidráulica Industrial. España IGOL, S.A.: Editorial
Blume, S.A.
128
CAPITULO VIII :
ANEXOS
129
Anexo 1. Ficha Nº1 de validación de datos
130
Anexo 2. Ficha Nº1 de validación de datos
131
Anexo 3. Ficha Nº1 de validación de datos
132
Anexo 4. Carta de Laboratorio de Mecánica de Rocas – UNI
133
Anexo 5. Ensayo de compresión triaxial
134
Anexo 6. Ensayo de constantes elásticas
135
Anexo 7. Gráficos compresión triaxial
136
Anexo 8. Gráficos compresión triaxial
137
Anexo 9. Gráficos constantes elásticas
138
Anexo 10. Gráficos constantes elásticas
139
Anexo 11. Fotos de Muestras para compresión triaxial – con código de GEOMECANICA
140
Anexo 12. Probetas 4x8 – Fibra Sintética 4kg/cm2 Resultados de rotura a Compresión de
probetas a edades de 3, 7 y 28 días. (Shotcrete con Fibra Sintética 4kg/m3)
Anexo 13. Resistencia a 3 días – Probeta 4 x 8 – Fibra Sintética Dosificación 4kg/ m3
141
Anexo 14. Resistencia a 7 días – Probeta 4 x 8 – Dosificación Fibra Sintética 4 kg /m3
Anexo 15. Resistencia a 28 días – Probeta 4 x 8 – Dosificación Fibra Sintética 4 kg /m3
Anexo 16. Desarrollo de resistencia a 28 días Probetas 4 x 8 con fibra sintética 4kg/m3
142
Anexo 17. Probetas 4x8 – Fibra Sintética 4kg/cm2 Resultados de rotura a Compresión de
probetas a edades de 3, 7 y 28 días. (Shotcrete con Fibra Sintética 6kg/m3)
Anexo 18. Resistencia a 3 días – Probeta 4 x 8 – Fibra Sintética Dosificación 6kg/ m3
143
Anexo 19. Resistencia a 7 días – Probeta 4 x 8 – Fibra Sintética Dosificación 6kg/ m3
Anexo 20. Resistencia a 28 días – Probeta 4 x 8 – Fibra Sintética Dosificación 6kg/ m3
Anexo 21. Desarrollo de resistencia a 28 días Probetas 4 x 8 con fibra sintética 4kg/m3
144
Anexo 22. Características físicas de agregados para Plantas - % de pasante de M#200 =
2.8% - Laboratorio ROBOCON
145
Anexo 23. Características físicas de agregados para Plantas - % de pasante de M#200 =
8% - Laboratorio ROBOCON
146
Anexo 24. Protocolo de Prueba de Bomba para Altura de 80m. Empresa distribuidora de
Bombas GEO Hidráulica
147
Anexo 25. Protocolo de Prueba de Bomba para Altura de 160m. Empresa distribuidora
de Bombas GEO Hidráulica
148
Anexo 26. Diseño propuesto para Estación de Bombeo en el Túnel de integración
149
Anexo 27. Fotos de ubicación de muestras en la Mina San Cristóbal para el aforo de caudales.
150
Anexo 28. Fotos de diversas zonas donde se tomaron los aforos en distintos niveles de la Mina San Cristóbal
151
Anexo 29. Selección de bombas para realizar el protocolo de prueba
152
Anexo 30. Mapeo de fallas y fracturas para determinar el tipo de roca en la Mina Carahuacra – Malla recomendada para la perforación y voladura
153
Anexo 31. Fotos de monitoreos de Vibraciones
154
Anexo 32. Fotos de monitoreos de Vibraciones
MATRIZ DE CONSISTENCIA
Implementación del túnel de integración para mejorar el sistema de bombeo y drenaje de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018
1. Problema General 1. Objetivo General 1. Hipótesis General Variable
independiente Dimensiones Indicadores
PG: ¿Cómo la implementación del túnel de integración mejorará el sistema de bombeo y
drenaje de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018?
OG: Demostrar como la implementación del túnel de integración mejorará el sistema de bombeo y drenaje de las minas San Cristóbal y Carahuacra
– Junín 2018.
Hi: La implementación del túnel de integración mejorará el sistema de bombeo y drenaje de las minas San
Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018.
V2: túnel de integración.
Perforación y voladura (explosivos
y accesorios)
Nivel de avances
Nivel de costos
Soporte y revestimiento
Clasificación geomecánica del macizo rocoso
Resistencia del concreto proyectado
2. Problemas específicos 2. Objetivos específicos 2. Hipótesis específicos Variable
dependiente Dimensiones Indicadores
PE1: ¿Cómo la implementación del túnel deintegración mejorará la operacionalización de pozas, desarenador y líneas de conducción delas minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018?
OE1: Explicar de qué manera la implementación del túnel de integración mejorará la operatividad de las pozas, desarenador y líneas de conducción de las minas San Cristóbal y Carahuacra –
Junín 2018.
Hi1: La implementación del túnel de integración mejorará la
operacionalización de pozas, desarenador y líneas de conducción de las minas San Cristóbal y Carahuacra
– Junín 2018.
V1: Sistema de bombeo y drenaje.
Poza, desarenador y líneas de conducción (canal de captación)
Diseño hidráulico
155
PE2: ¿De qué manera la implementación deltúnel de integración mejorará la estación debombeo de las minas San Cristóbal yCarahuacra – Junín 2018?
OE2: Determinar como la implementación del túnel de integración mejorará la funcionalidad de la estación de bombeo de las minas San Cristóbal y
Carahuacra – Junín 2018.
Hi2: La implementación del túnel de integración mejorará la
operacionalización de la estación de bombeo de las minas San Cristóbal y
Carahuacra – Junín 2018.
Programación de ejecución
PE3: ¿De qué manera el sistema de bombeoy drenaje mejorará la perforación y voladurade las minas San Cristóbal y Carahuacra –Junín 2018?
OE3: Indicar de qué manera la mejora del sistema de bombeo y drenaje
ayudará a la perforación y voladura de las minas San Cristóbal y Carahuacra –
Junín 2018.
Hi3: La mejora del sistema de bombeo y drenaje dará mayor avance en la
perforación y voladura de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín
2018. Estación de bombeo
Selección del tipo de bombas (volumétricas
/ centrífugas
PE4: ¿Cómo el sistema de bombeo y drenajemejorará el soporte y revestimiento de lasminas San Cristóbal y Carahuacra – Junín 2018?
OE4: Definir cómo la mejora del sistema de bombeo y drenaje dará mayor durabilidad al soporte y revestimiento de las minas San Cristóbal y Carahuacra –
Junín 2018.
Hi4: La mejora del sistema de bombeo y drenaje dará mayor durabilidad al soporte y revestimiento de las minas San Cristóbal y Carahuacra – Junín
2018.
Rendimientos de bombeo
